DS1000A提供高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試

     數(shù)字化電子產(chǎn)品正在迅速發(fā)展，并得到廣泛應(yīng)用。最近幾年，數(shù)字信號處理功能在越來越多的應(yīng)用中變得很重要,而且非常廣泛。正是由于數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展令數(shù)字設(shè)計(jì)面臨著前所未有挑戰(zhàn)。在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試中，一臺(tái)性能良好的示波器是工程師們必備的、離不開的、好的系統(tǒng)開發(fā)、調(diào)試助手。

    選擇一個(gè)好的系統(tǒng)開發(fā)、調(diào)試助手，能夠幫助高速數(shù)字系統(tǒng)的開發(fā)工程師們加快產(chǎn)品開發(fā)周期。通過更好的觀察到電路信號的細(xì)節(jié)和變化過程，捕捉到電路中的異常情況，可以對整個(gè)系統(tǒng)做出客觀、完善的分析。因此每個(gè)高速數(shù)字系統(tǒng)的開發(fā)工程師都希望能夠擁有一臺(tái)高性能、功能強(qiáng)大的示波器作為他們的開發(fā)、調(diào)試助手。

    RIGOL（北京普源精電科技有限公司）推出的自主研發(fā)的國內(nèi)第一臺(tái)實(shí)時(shí)采樣率達(dá)到2GSa/s，等效采樣率達(dá)到50GSa/s，且?guī)捵罡哌_(dá)到300MHz的數(shù)字示波器——DS1000A系列示波器，幫助高速數(shù)字系統(tǒng)工程師們實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、調(diào)試與分析。



圖1：采樣率達(dá)到2GSa/s可以觀察到信號的過沖現(xiàn)象

     高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試中，工程師需要面臨最重要的環(huán)節(jié)就是信號完整性測試。信號完整性是數(shù)字信號和模擬信號在傳輸?shù)倪^程中沒有任何的損耗以及測量的完整性，及必須保證傳輸?shù)较到y(tǒng)里的信號是精確的、可重復(fù)的，而且是沒有任何損傷的。對任何電路來說，即使只有一個(gè)放大器，也會(huì)涉及到信號完整性問題，特別是在高速情況下，外界因素的影響、邏輯特性的改變等，都會(huì)影響信號質(zhì)量。

    在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試中，信號反饋到儀器里，需要用到測試系統(tǒng)大于信號的5倍帶寬。面對當(dāng)前傳輸速度越來越高的情況，測試領(lǐng)域普遍提供的60MHz ~ 200MHz帶寬的示波器就略顯捉襟見肘，因此工程師一般就用價(jià)格相對昂貴的工具來完成測試，但這又不免讓人感覺有些“浪費(fèi)資源”的嫌疑。DS1000A系列示波器帶寬最高達(dá)到300MHz，這樣就能夠很好的滿足現(xiàn)在數(shù)字電路的測試需求，而其價(jià)格依然保持為中端示波器的價(jià)位，是全球范圍內(nèi)性價(jià)比最具優(yōu)勢的示波器。

　　　對于示波器來說，不僅僅是帶寬的要求，有可能示波器的帶寬滿足了要求，但如果采樣率太低，往往觀測不到信號。RIGOL（北京普源精電科技有限公司）推出的DS1000A系列示波器，實(shí)時(shí)采樣率達(dá)到2GSa/s，等效采樣率達(dá)到50GSa/s，可以使工程師快速捕獲轉(zhuǎn)瞬即逝的信號和異常事件，并可觀察重復(fù)信號的微妙細(xì)節(jié)，從而在采樣率方面完美的滿足高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的需求。

　　除了上述的一些基本的性能指標(biāo)是高速數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)工程師所應(yīng)該關(guān)注的之外，示波器所具有的觸發(fā)功能、連接功能、存檔和分析功能也越來越凸顯作為一個(gè)好的調(diào)試助手所應(yīng)具有的。 
 
圖2：應(yīng)用于汽車碰撞氣囊設(shè)計(jì)系統(tǒng)的互聯(lián)解決方案

　　示波器觸發(fā)功能決定了利用示波器能夠捕獲、觀看和測量的信號，這一功能與帶寬和取樣速率一樣重要。在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，速度是其中一個(gè)重要因素，而正是由于其高速的特點(diǎn)，使得工程師們在選擇示波器時(shí)，不光考慮頻率，還要考慮快速的上升沿，能否滿足快速的要求。DS1000A系列示波器不僅可以在上升沿、下降沿觸發(fā)中滿足快速的需求，更可在上升/下降沿同時(shí)觸發(fā)，從而便于觀察高速信號的眼圖。

　　在產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)過程中，工程師往往需要觀察一些特殊信號的變化過程，希望能夠用多種手段來捕獲波形，這對于僅僅有上升或下降沿觸發(fā)功能的示波器來說顯然已不能滿足要求。DS1000A集成了強(qiáng)大的高級觸發(fā)功能，如脈寬觸發(fā)、斜率觸發(fā)、視頻觸發(fā)、交替觸發(fā)等可以幫助工程師們捕捉到特定的、更為感興趣的波形。不僅這樣DS1000A還可以調(diào)節(jié)觸發(fā)靈敏度，從而有效濾除有可能疊加在觸發(fā)信號上的噪聲，防止誤觸發(fā)。

　　在連接功能、存檔和分析功能方面，DS1000A也是非常強(qiáng)大的。DS1000A與RIGOL DG系列函數(shù)/任意波形發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)無縫互連。通過USB接口，DG系列函數(shù)/任意波形發(fā)生器可以直接訪問DS1000A的波形內(nèi)存，并再現(xiàn)波形，方便對瞬態(tài)信號的進(jìn)一步研究。USB Device、USB Host等標(biāo)準(zhǔn)接口的配置，使得示波器支持U盤和USB接口打印機(jī)，從而滿足了用戶對示波器內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)和USB 存儲(chǔ)設(shè)備上的波形和設(shè)置文件進(jìn)行保存和調(diào)出操作的需求，既可方便的連接PC，又能在無PC介入的情況下通過U盤在示波器之間共享信息。

　　總而言之，DS1000A在性能方面可以滿足高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的高需求：具備完善的觸發(fā)、測量與分析功能，也具有豐富的連接接口，能夠更好的幫助高速數(shù)字系統(tǒng)工程師們實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試與分析。擁有了好的測試工具，也可以讓工程師們事半功倍。而DS1000A系列示波器與RIGOL DG系列的信號發(fā)生器的無縫互聯(lián)、波形再現(xiàn)技術(shù)，更是為數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師提供了更為理想的系統(tǒng)分析、測試與調(diào)試的解決方案。