数字电路测试中的示波器应用与鼎阳科技解决方案
数字电路测试是数字电路设计的重要环节,用于验证数字电路功能是否按照所期望的方式工作。在数字电路测试中,通常使用示波器进行数字电路输出信号的检测,从而进行故障查找或确定电路性能和参数,不同的示波器具有不同的带宽和采样率,可以为多种类型的电路提供合适的测量解决方案。本文将为大家介绍如何使用示波器进行典型数字电路的调试。
01意义
随着科学技术的进步与发展,电子电路的设计逐步复杂化,从而导致数字电子电路的测试越来越困难。科学合理的测试方案无疑在电路设计和制造过程中具有重要意义,主要体现在以下几个方面:
验证电路功能:通过输入特定的信号并观察输出,可以确保电路在各种工作条件下都能正确执行其功能,这对于确保产品的可靠性和性能至关重要。
发现设计缺陷:在测试过程中,可能会发现电路设计中存在的缺陷或错误,例如逻辑错误或元件故障,通过及时发现并修复这些错误,可以避免在产品发布后出现严重问题,从而提高产品质量。
优化电路设计:通过测试,可以获得电路的实际性能数据,如功耗、速度、稳定性等。这些数据可以用于评估电路性能,并为优化电路设计提供依据。
02解决方案
异常事件和特定事件的捕获
示波器在设计和调试数字电路的过程中,可以帮助工程师迅速发现问题,捕获异常波形信号,搜索关心的特定事件,从而方便用户分析电路特点并解决问题。
想要找到和看到问题,首先需要一台能够轻松捕获到低概率异常事件的示波器,它可以让用户在几秒内看到毛刺或者其它偶发瞬态事件,揭示电路问题的真正特点。
除此之外,鼎阳示波器具有余辉显示功能,余辉开启后,示波器用新采集的波形更新显示,但并不立即清除之前采集的波形。已采集的波形将以亮度较低的颜色显示,而新采集的波形则以正常颜色和亮度显示,结合高波形刷新率和余辉功能,某些情况下用户无须进行复杂的触发设置,即可在较短的时间内发现波形中的异常,提高测试效率。
若需要了解异常信号相对于正常信号发生的频次,可开启色温功能,波形出现的频率越大,颜色越暖,出现的频率越小,颜色越冷,以此判断异常信号出现的概率。
图1 快速捕获异常信号
若想要在长波形记录中找到一个特定事件,可开启搜索和导航功能。通过指定条件,对波形进行自动搜索,并把符合条件的事件用白色三角符号标识出来,结合导航功能,快速定位到感兴趣的事件,省去了手动搜索的耗时和不便。
图2 快速找到关注事件并进行标记
多路数字信号测量
在复杂的数字电路中,工程师们可能需要捕获多个串行或并行数字信号,观测被测信号的时序关系,鼎阳科技多款示波器可搭配SPL2016逻辑探头实现16路数字通道的采集功能, 16路数字信号可分为两组,每组可自定义命名,两组信号在逻辑分析仪探头中可独立设置阈值电平,这样用户可以使用同一个探头同时观察两种不同的数字逻辑电平信号。
图 3
数字通道与模拟通道相结合,以实现混合信号采集与分析功能,快速解决模数混合信号的设计与分析等问题。在数字通道参数区,可快捷设置数字通道波形显示区域的高度范围和位移。
图4 数字通道与模拟通道同时显示
数字信号的测量分析
数字信号是用来传达特定数字值的信号,最简单、常见的是二进制信号,示波器判定过程为低于门限的值表示为“0”,高于门限的值表示为“1”,门限电平决定着怎样判决输入信号。
图5 数字信号判决过程
鼎阳科技示波器产品系列的数字通道功能可进行自定义逻辑门限设置,除此之外,可设置的逻辑电平包括TTL、CMOS、LVCMOS 3.3V、LVCMOS 2.5V。
图6 逻辑门限设置
捕获了数字信号后,用户需要分析信号,更好地了解底层原因,鼎阳科技多款示波器的自动测量、统计和光标等波形分析工具可以协助快速了解事件特点、诊断问题。
串行总线解码
在数字电路测试中,解码是将捕获的数字信号转换为可读的信号表示形式的过程,这有助于工程师更好地理解电路中的数据传输和处理方式,进而对电路的功能和性能进行分析和评估。
示波器在数字电路测试中扮演着关键角色,它不仅能够捕获电路中的数字信号,还能通过内置的解码功能将信号转换为可读的格式,这大大简化了工程师对信号的分析过程,提高了测试效率。
鼎阳科技示波器可提供多种总线协议的触发与解码功能,例如I2C、SPI、UART、CAN、LIN协议等,其能够准确地捕获接口总线上的电信号,并以波形的方式直观展示出来,可同时观察多个信号线的总线系统,进行信号间的时序关系分析,更加深入地了解接口总线的通信情况,确保接口的稳定性和性能达到设计要求。
图7 SPI解码结果
数字电路设计中的抖动测量
抖动(Jitter)是信号沿相对其理想位置的偏移量,在高速数字电路测量中,通常关心的是高频抖动。
抖动是数字信号,特别是高速数字信号非常重要的一个概念,越是高速的信号,其周期越短,对于抖动的要求就越严格。
对于复杂的数字信号来说,除了关心其抖动的RMS值以及峰峰值以外,还会关心该抖动的不同组成成分,因为不同成分的抖动对于数字电路的影响是不一样的,相应的应对手段也不一样,比如很多高速总线都会对高速数字信号的随机抖动成分、周期性抖动、数据相关抖动等进行进一步的分解和研究。
鼎阳科技部分示波器系列产品可提供抖动分析选件,可以对数字信号的多种抖动参数进行测量,并且基于TIE数据对抖动进行分解,对各种抖动分量进行时域和频域上的解析。
图8 抖动的分解
抖动分解完成后,在对RJ估计正确的情况下,可以通过有限样本的抖动测量值来估计任意误码率下的TJ,以节省测试时间;对各组成分量的形成原因的分析,可以在测量到某分量时反推到形成原因,有利于快速定位问题。
图9 示波器抖动分析界面
总结
鼎阳科技示波器的多款功能在数字电路测试中可以发挥重要作用,特别是高带宽、高采样率产品,即使在测量高频信号时,也能保证信号的真实还原,捕获高速瞬态信号,从而快速、准确地发现和定位问题。
此外,鼎阳科技示波器也能够捕获和分析异常事件和特定事件、同时测量多路数字信号、分析数字信号的参数以及解码串行总线信号,能够分析和评估数字通信系统中信号的抖动特性,提高系统性能。通过合理设置示波器的参数和使用其高级功能,可以大大提高数字电路测试的效率和准确性。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由三年不鸣转载自鼎阳科技(鼎阳硬件智库公众号),原文标题为:如何使用示波器进行典型数字电路的调试?,本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
相关研发服务和供应服务
相关推荐
如何用示波器测试CAN信号?
由于CAN信号是差分信号,在测试过程中一般需要使用差分探头来进行测试,但在研发阶段的板级测试中,确认安全的前提下可以使用普通低压无源探头进行测试。今天给大家介绍鼎阳科技SDS5000X标配的CAN总线触发与解码,了解示波器是如何测试CAN信号。本文将以SDS5054X+STB3演示板+普通无源探头展示CAN的测试,供大家参考。
为什么示波器的探头未连接时会有波形?
介绍示波器为什么探头没接会有波形。
示波器如何测量直流电压?
不同型号的示波器在操作上可能会有细微差别,但基本原理与步骤相似,本文鼎阳科技介绍了使用示波器测量直流电压时一般遵循的步骤:连接探头、选择适当的量程、直流耦合、调整垂直设置、调整时间基准、观察波形、测量电压值。
示波器触发原理及应用介绍
本文使用SDS1204X-E示波器、SDG2122X信号源来模拟不同情况下几种常用的触发模式和触发方式的应用。触发(实际就是隔离出感兴趣的信号)是使用示波器过程中出现频率最高的几个词之一,但对于一部分不是经常使用示波器的工程师来说,他们对触发还没有深刻的了解。
SIGSCOPELAB示波器用户手册
描述- SigScopeLab是一款运行于Windows操作系统的专业时域信号分析和示波器控制软件。该软件提供安装和操作教程,支持波形数据离线分析、测量项目离线分析、远程示波器管理以及在线多示波器采集系统等功能。软件界面与SIGLENT的SDS系列示波器相同,支持多种测量和分析功能,并提供多窗口模式,使用户能够灵活地进行波形测量和分析。
示波器的FFT功能怎么调?
一文介绍示波器的FFT功能使用。信号的频率分量对信号的分析十分重要,对于观察信号的特征不仅仅需要观察时域上波形的特征,还需要在频域上观察该信号的频率分量。
解析示波器阈值电平对测试结果的影响
现代数字示波器基本内置了丰富的参数测量功能,用户可以借助参数测量功能以更好地对被测信号进行分析并选取出自己感兴趣的测量项。默认的测量配置可以满足大部分情况下的测试需求,但如果需要针对待测信号进行更为精准的测量则需要根据待测信号的特点手动进行测量设置的调整,如幅度计算策略、测量门限和阈值电平等。本文鼎阳科技为大家介绍示波器阈值电平对测试结果的影响。
【软件】鼎阳科技发布PC端示波器软件SigScopeLab 免费版,实现数据共享与远程分析
为了打破物理空间的限制,实现随时随地进行波形分析,鼎阳科技决定推出SigScopeLab软件免费版。它是一款运行于Windows操作系统的专业时域信号分析和示波器控制软件:提供与SDS高级示波器相似的用户交互界面,能够完美避免脱离实体设备的不适感;多种多窗口显示模式可供挑选,各Memory波形的水平时基可单独调节,多条波形下细节观察更清晰。
示波器 、频谱仪和网络分析仪的区别?
示波器、频谱仪和网络分析仪各有什么不同?各自的原理是什么?本文鼎阳科技来为大家介绍一二,希望对各位工程师朋友有所帮助。
如何使用示波器FFT功能测量调幅信号的调制深度?
在幅度调制中,调制深度是指调制信号和载波信号的振幅比。借助快速傅里叶变化,调制深度可以通过测量边带幅度和载波幅度来得到。在这篇应用文档中,我们将要展示一种使用新峰值/标记功能(在鼎阳X-E系列数字示波器的6.1.31版本上可以看到)的便捷方式来测量调制深度。
不知道怎么选高分辨率示波器?看懂这五个要素就行
近年来,各大厂商也纷纷开始重点推广高分辨率示波器,这主要是为了迎合当前的发展趋势,比如电源行业,开关频率从几十kHz,到几百KHz,到现在甚至高达几MHz,这对示波器的带宽、采样率、分辨率都提出了更高的要求。那有这么多的品牌,这么多的型号可供选择,用户们该如何挑选呢,所以本文中鼎阳科技聊聊挑选高分辨率示波器的几大要素。
解析减少或去除示波器波形毛刺的相关方法
示波器波形出现毛刺,可能是信号本身噪声或示波器自身问题所致。本文鼎阳科技解析了减少或去除示波器波形毛刺的相关方法。针对两种出现毛刺的原因进行了分析,包括:被测信号本身确实存在毛刺、示波器或环境带来的毛刺。
基于两台SDS3000示波器同步产生“8通道”示波器
在很多应用场合需要4通道以上的示波器,但是市面上极大部分示波器最多只有四通道,而且没有外部输入的同步时钟接口。有什么快捷的方法获得更多通道功能的示波器? 最简便的方法是:将两台示波器的辅助输入信号作为触发源,同时连接到相同的输入信号,每台示波器的另外四个通道都分别连接到不同的待测信号,这样两台示波器就近似于等效的“8通道”示波器。连接示意图如图1所示。
解析调节振幅大小时影响示波器波形稳定的原因
当示波器的波形稳定后,若对振幅大小进行调节,致使波形变得不稳定,这其中涉及到一系列与示波器触发机制相关的复杂原理。本文鼎阳科技就来给大家解析调节振幅大小时影响示波器波形稳定的原因。
解析为什么示波器不能直接测市电220V而要接个隔离变压器
本文鼎阳科技探讨了为什么示波器不能直接测市电220V而要接个隔离变压器,它确实会带来下面的好处:降低电磁干扰、消除共模干扰。
电子商城
现货市场
服务
提供是德(Keysight),罗德(R&S)测试测量仪器租赁服务,包括网络分析仪、无线通讯综测仪、信号发生器、频谱分析仪、信号分析仪、电源等仪器租赁服务;租赁费用按月计算,租赁价格按仪器配置而定。
提交需求>
朗能泛亚提供是德(Keysight),罗德(R&S)等品牌的测试测量仪器维修服务,包括网络分析仪、无线通讯综测仪、信号发生器、频谱分析仪、信号分析仪、电源等仪器维修,支持一台仪器即可维修。
提交需求>
登录 | 立即注册
提交评论