测试仪器混合信号示波器介绍方案

测试仪器混合信号示波器介绍方案

　　一、由于混合信号电路本身的复杂性，即使您只需要观察一路信号的质量，数字示波器和模拟示波器也无法完成，比如，当你需要观察DDR SDRAM的某根数据线信号质量时，眼图分析是常用的手段，在分析时，示波器要首先和DDR SDRAM的读写操作同步，根据DDR SDRAM的命令(参见下表)，这需要占用五个通道分别连接到RAS,CAS,CS,WE,CLK信号上，同时再使用另外一个通道来观察你所关心的数据信号眼图，结果如下图所示，混合信号示波器(MSO)轻松获取DDR SDRAM的连续8个读操作(8个眼图)，这对于普通数字存储示波器(DSO)来说是不可能的，因为他没有足够多的通道锁定SDRAM的操作，(为让整个显示更加清楚，我们故意没有显示那5路作触发用的信号)。

　　二、混合信号示波器解决的另一个难题是，数字存储示波器(DSO)或模拟示波器，可以判别信号是否正常，却不能告诉你信号是在什么时候变得不正常，反过来讲，它不能帮助你验证在电路特定的运作状态下，关键信号的质量是否过关，而这对混合信号示波器来讲，则是再简单不过的事，如下图所示，安捷伦的研发工程师用混合信号示波器，发现其PCI总线数采插卡在DMA控制器将总线控制权交回CPU后，内部的固化软件偶尔会跑飞，根本原因是这时时钟会出现不应该的幅值跌落，导致电路误认为新的时钟周期到来，从而产生误动作，据此，工程师又进一步发现导致该幅值跌落的原因，从而解决了问题。使用时，只需注意把控制信号连接到逻辑通道上，根据PCI总线命令设定触发条件即可。

　　三、上面的功能，实质上是混合信号示波器可以与并行总线的控制命令相同步，混合信号示波器可以解决的第三个难题是，与串行总线同步，比如，I2C仅由两根线(时钟线SCL,数据线SDA)组成，如何判断和验证电路可以正确的完成某个地址(如0x50)，读出某个数据(如0x50)，混合信号示波器(如MSO6054A)完全可以根据I2C的协议，来判断，两个器件是否透过I2C总线完成通信，对于其他总线，如SPI,CAN也是同样的方法，也就是说，混合信号示波器能先将串行总线的协议先解出来，然后再与之同步。

　　四、上面说的是无论针对并行总线还是串行总线，混合信号示波器都可以做到与其命令或协议同步调试，混合信号示波器解决的第四个难题是对捕获的深存储数据的直接高清晰显示处理，如下图所示，脉宽调制(PWM)信号中偶尔会出现异常信号，混合信号示波器(MSO)可直接以亮点或其他醒目的形式将异常信号和深存储器中其他信号直接区分开来，即使是单次采集，也没有问题，而且还可以对这些异常的亮点进行放大来观察，测量和分析，如下图，对其中一个亮点进行放大后，发现该异常是正脉冲末尾处有一短暂的幅值跌落。您可具体测量该异常的时间和幅值信息。

　　五、对于BGA等特殊封装形式以及使用FPGA的电路，本身电路可测的管脚不是很多，18个或20个通道往往已是不错，而且FPGA的供应商提供的开发工具，往往引出的管脚也是有限的，若您使用的是Xilinx公司提供的芯片，安捷伦的FPGA动态探头，配合混合信号示波器使用，可以同时观察FPGA内部节点和外围信号的互动情况。

　　目前被大量使用的数字示波器大都是2通道或4通道，当有大量数字信号需要被调试时，条件好的工程师会借助于逻辑分析仪，但孤立的使用逻辑分析仪或数字示波器对混合信号电路的调试效率往往是很低的，比如，很多时候，电路中的关键握手活动或特定任务执行的验证往往牵扯到模拟信号和多路数字信号必须在某个时间段内按一定时序出现，因此，你需要把示波器逻辑分析仪器同步起来一起使用，目前的方案有：

　　1、在逻辑分析系统中允许使用示波器模块;

　　2、使用时间相关夹具同步两台仪器，并让其中一台仪器的光标移动时，另一台仪器的光标也跟着移动(即光标联动功能)。