广告

【360度看新一代示波器】系列:最大化内存使用率且保证波形细节

2019-11-15 泰克科技 阅读:
【360度看新一代示波器】系列:最大化内存使用率且保证波形细节
跟你说,可以不妥协。

pIqednc

复杂系统的调试和验证面临许多测试技术挑战,包括捕获和可视化多个不频繁或间断出现的事件,如串行数据包、激光脉冲和故障信号。为了准确测量和表征这些信号,必须在长时间内高采样率捕获它们。pIqednc

示波器的默认采集模式因为其有限的记录长度会强制在采样率和捕获时间进行妥协。使用更高的采样率可以更快地填充仪器的内存,减少数据采集的时间窗口。相反,捕获长时间的数据通常是以牺牲水平时间分辨率 ( 采样率 ) 为代价的。pIqednc

分段存储架构

FastFrameTM 分段存储允许将内存分割成多帧。每一帧的记录长度与启用 FastFrame 模式之前相同,最大帧数为仪器的最大记录长度除以一帧的记录长度。 以指定的采样率触发采集并填充每一帧,只捕获感兴趣的波形部分。这些帧可以按照它们被捕获的顺序单独查看,或者叠加以显示它们的相似性和差异性,从而使您能够轻松地审视波形,以便您可以将注意力集中在感兴趣的信号上。pIqednc

tektronix-1pIqednc

 pIqednc

图 1. 利用 5 系列 MSO分段存储分割内存,实现以高采样率捕获多个脉冲。pIqednc

图 1 演示了这种方法,捕获了 100,000 帧。 使用 5 系列 MSO(使用4系列、6系列MSO是相同的)中的 FastFrame分段存储器,以 3.125 GS/s 的采样率捕获脉冲。FastFrame采集模式的触发速率可以达到每秒500万帧 ( 采集 / 秒 ),这比示波器其他的触发速率都要快得多。pIqednc

tektronix-2pIqednc

 pIqednc

图 2.所有获取帧叠加显示允许快速的视觉比较。pIqednc

在图 2中,分段存储帧被叠加,因此所有的脉冲在屏幕上看起来都是堆叠在一起的。这允许对所有获取帧进行快速的可视比较。 选定的帧被设置为100,000,波形以蓝色显示在叠加帧的顶部。参考帧和所选帧之间的时间差 (Delta) 显示在显示器右侧的结果面板中。pIqednc

FastFrame分段存储方法的优点包括 :pIqednc

Ÿ   高 FastFrame 波形捕获率增加捕获偶发事件的概率pIqednc

Ÿ   使用高采样率保证了波形细节使捕捉脉冲的死区时间最小,确保有效利用记录长度pIqednc

Ÿ   存储帧可以快速和直观地进行比较,以确 定是否在叠加显示中出现异常pIqednc

tektronix-3pIqednc

 pIqednc

图 3. 5 系列 MSO 分段存储显示,显示平均总结帧信息。pIqednc

FastFrame 分段存储支持标准的样本采集模式、峰值检测和高分辨率模式。FastFrame 可以在记录结束时提供一个额外的“摘要”帧。对于采样和高分辨率的采集模式,可以添加一个平均总结帧来显示所有帧的平均波形。对于峰值检测采集模式,可以添加包络摘要来显示所有帧中波形的最大值和最小值。pIqednc

tektronix-4pIqednc

 pIqednc

图 4. 显示 FastFrame 时间戳,在显示右侧的结果面板中显示帧 1 和帧 2 之间的时间间隔。显示顶部的粉红色时间趋势柱状图, 所有 100,000 个脉冲之间的时间差非常一致。pIqednc

每一帧的波形只反映了事件的一部分。在每一帧的绝对和相对定时中也有重要的信息。每个触发点的定时都具有时间戳的特征。触发器时间插值为每个触发器时间戳提供了非常高的定时分辨率,比样本间隔更精确,时间戳以皮秒分辨率显示。虽然此解决方案可能不适用于单个事件的绝对时间戳,但在度量事件之间的时间间隔时,它会变得非常强大。pIqednc

测试应用案例

案例1:描述间歇事件 - 脉冲波形特征

tektronix-5pIqednc

 pIqednc

图 5. 对间歇脉冲的分段存储的定时特性。pIqednc

FastFrame 分段存储可以为数字设计工程师提供不同类型的功能。例如,如果你的微处理器系统偶尔被中断,用示波器来收集定时信息就会很困难。如果您不知道事件发生的时间或频率, 您就无法在正常的采集模式下设置仪器,并确保捕获所需的信息。pIqednc

FastFrame 分段存储器非常适合测试微处理器中断等间歇性波形。在图 5的示例中,狭窄的数字脉冲以秒为间隔,使用常规的采集方法,即使使用示波器的全记录长度,这种脉冲测量的时间分辨率也会很低。 FastFrame 分段存储捕获指定数量的脉冲来完成分析,同时消除它们之间的“死区时间”。这节省了内存,同时使您能够以高分辨率捕获每个脉冲。如图 5右边的测量结果表明 ,脉冲宽度测量的平均值 200.5 ns 和标准差约 49 ps。时间趋势图顶部的显示表明有的脉冲相隔1 秒。pIqednc

案例2:测量偶发事件

tektronix-6pIqednc

 pIqednc

图 6. FastFrame 平均帧总结提供了一种对不常见的信号 ( 在本例中是嘈杂信号 ) 进行高分辨率测量的方法。pIqednc

FastFrame 平均帧提供了稳定的波形,可以用于对不常见的、 有噪声的信号进行测量。如图 6 所示,捕获 1000 个噪声脉冲, 叠加并取其平均值。产生的波形可以测量,提供非常高的时间分辨率脉冲宽度测量噪声信号。pIqednc

案例3:解码突发的串行信号

tektronix-7pIqednc

 pIqednc

图 7. 分段存储捕获模拟/数字串行总线信号及每个总线的解码波形,捕获总线活动并忽略包之间的死区时间。pIqednc

分段存储器可以更有效地利用示波器的记录长度。在图7所示,IC 串行总线大约有一半时间处于非活动状态。使 用 FastFrame 可以有效地使可用的记录长度加倍。在这个测试设置中,一个总线使用模拟通道捕获,另一个使用数字通道捕获,从两个总线解码的总线波形可以很容易地进行比较。pIqednc

除了在显示器上显示所选帧的解码总线波形外,时间戳数据还可以以表格形式显示在结果表中。可以进一步的离线分析和报告,整个获取的解码总线信息可以导出到 . csv 文件。pIqednc

案例4:比较罕见事件和“标准”参考

tektronix-8pIqednc

 pIqednc

图 8. FastFrame 还可以用来直观地比较获得的信号和标准参考波形之间的具体细节。pIqednc

图 8中的最后一个示例显示了存储 FastFrame“标准”波形参考和 FastFrame 捕获之间的手动比较。参考信号从一个已知良好的设备中获取,并加载到参考波形。使用参考波形控件,可以选择感兴趣的特定帧, 然后使用相同的采集设置在另一个被测设备上捕获类似的信号,可以使用帧设定控件将获取的帧与参考帧进行时间对齐,以便进行比较。pIqednc

利用FastFrame™分段存储模式提高内存使用率且保证波形细节,来应对捕获偶发信号的挑战,可以以足够的采样率捕获多个事件,以便进行有效的分析,通过记录长度的优化来保存和显示必要的数据。pIqednc

 pIqednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 改善动态环路响应 DC-DC转换器通过反馈控制系统,将不断变化的输入电压转换为(通常)固定的输出电压。反馈控制系统应尽量保持稳定,以避免出现振荡,或者发生最糟糕的情况:输出未经调节的输出电压。控
  • 如何建立基于MEMS的解决方案,以在状态监控期间实施振动 对于使用电机、发电机和齿轮等的机械设备和技术系统,状态监控是当前的核心挑战之一。在最大限度降低生产停机风险这一方面,计划性维护的重要性日益凸显,不仅是在工业领域,在任何
  • 自制八木天线 本文介绍了八木天线的构造阶段,它使用4NEC2软件进行参数计算。这种天线用于电磁波的发送和接收,本项目指的是433.92MHz的频率。为了理解本文,需要具备最低的天线理论知识和4NEC2或类似程序的经验。
  • 利用混合信号示波器查找和诊断电源完整性问题导致的抖 本文使用MSO6B来演示抖动和电源轨道测量,因为其引起的噪声低,特别适合这些测量。该示波器配有数字电源管理(DPM)选项和高级抖动分析(DJA)。虽然我们以6系列B MSO为例,但5系列MSO也提供了相同的测量功能。
  • 除了搭配绝版麒麟9000芯片,华为Mate 40绝版旗舰机还有 Mate 40可能成为华为的绝版高端旗舰机,也因此受到了很多用户的关注,那么,这款具有特殊意义的Mate 40/Pro 会有什么特色呢?除了挖空曲面屏,还可能配有升级66W超快充等等。
  • 汽车软件:发展到了哪里? 90年代汽车主要采用嵌入式软件,代码很少能达到100万行。随着汽车电子和软件内容快速发展,一辆先进汽车中的软件代码已超过1亿行。复杂软件需要由操作系统进行管理,Linux等开源软件也在汽车软件中变得越来越重要。本文章介绍了“建立-制造-营销-使用”概念,比较了汽车硬件 和软件在四个阶段的主要特点及如何影响汽车的成功。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了