混合信號(hào)示波器調(diào)試數(shù)字電路的技巧應(yīng)用

隨著電子產(chǎn)品速度越來(lái)越快、越來(lái)越復(fù)雜，其設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)和調(diào)試的難度也越來(lái)越大。設(shè)計(jì)人員必須全面檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，才能保證產(chǎn)品可靠運(yùn)行。在發(fā)生問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)人員必需迅速了解根本原因，以便解決問(wèn)題。通過(guò)同時(shí)分析信號(hào)的模擬表示方式和數(shù)字表示方式，許多數(shù)字問(wèn)題的根本原因都可以迎刃而解，因此，混合信號(hào)示波器(MSO)為檢驗(yàn)和調(diào)試數(shù)字電路提供了理想的解決方案。

　　泰克MSO2000、MSO3000和MSO4000系列混合信號(hào)示波器不僅提供了泰克示波器的完美性能，還融合了16通道邏輯分析儀的基本功能，包括并行/串行總線協(xié)議解碼和觸發(fā)。MSO系列提供了首選工具，可以采用強(qiáng)大的數(shù)字觸發(fā)、高分辨率采集功能和分析工具，迅速調(diào)試數(shù)字電路。本應(yīng)用指南重點(diǎn)介紹檢驗(yàn)和調(diào)試技巧，幫助您使用泰克MSO系列更高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字設(shè)計(jì)。

　　同一個(gè)MSO4000數(shù)字探頭適配夾上的混合邏輯家族(TTL &LVPECL)門限設(shè)置。上面三條通道是TTL信號(hào)，門限為1.40V;下面兩條通道是LVPECL信號(hào)，門限為2.00 V。

　　設(shè)置數(shù)字門限

　　混合信號(hào)示波器的數(shù)字通道把數(shù)字信號(hào)視為邏輯值高或邏輯值低，與數(shù)字電路查看信號(hào)的方式一模一樣。也就是說(shuō)，只要振鈴、過(guò)沖和地電平反彈不導(dǎo)致邏輯跳變，那么這些模擬特點(diǎn)對(duì)MSO就不是問(wèn)題。與邏輯分析儀一樣，MSO使用門限電壓，確定信號(hào)是邏輯值高還是邏輯值低。

　　MSO4000系列可以為每條通道獨(dú)立設(shè)置門限，適合調(diào)試帶有混合邏輯家族的電路。MSO4000在其中一個(gè)數(shù)字探頭適配夾上測(cè)量五個(gè)邏輯信號(hào)，它同時(shí)測(cè)量三個(gè)TTL(晶體管-晶體管邏輯)信號(hào)和兩個(gè)LVPECL (低壓正發(fā)射器-耦合邏輯)信號(hào)。

　　MSO2000和MSO3000系列則為每個(gè)探頭適配夾設(shè)置門限(一組8條通道)，因此TTL信號(hào)將位于第一個(gè)適配夾上，而LVPECL信號(hào)則位于第二個(gè)適配夾上。

　　定時(shí)采集和狀態(tài)采集

　　主要數(shù)字采集技術(shù)有兩種。第一種技術(shù)是定時(shí)采集，其中MSO以MSO采樣率確定的距離相等的時(shí)間對(duì)數(shù)字信號(hào)采樣。在每個(gè)樣點(diǎn)上，MSO存儲(chǔ)信號(hào)的邏輯狀態(tài)，創(chuàng)建信號(hào)的時(shí)序圖。

　　第二種數(shù)字采集技術(shù)是狀態(tài)采集。狀態(tài)采集規(guī)定了數(shù)字信號(hào)邏輯狀態(tài)有效穩(wěn)定的特殊時(shí)間，這在同步和時(shí)鐘輸入數(shù)字電路中十分常見。時(shí)鐘信號(hào)規(guī)定了信號(hào)狀態(tài)有效的時(shí)間。例如，對(duì)采用上升沿時(shí)鐘的D觸發(fā)裝置來(lái)說(shuō)，輸入信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間在時(shí)鐘上升沿周圍。對(duì)采用上升沿時(shí)鐘的D觸發(fā)裝置來(lái)說(shuō)，輸出信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間在時(shí)鐘下降沿周圍。由于同步電路的時(shí)鐘周期可能并不是固定的，因此狀態(tài)采集之間的時(shí)間可能并不均勻，這一點(diǎn)是它與定時(shí)采集的不同點(diǎn)。

　　邏輯分析儀同時(shí)提供了定時(shí)采集功能和狀態(tài)采集功能?；旌闲盘?hào)示波器數(shù)字通道采集信號(hào)的方式與邏輯分析儀在定時(shí)采集模式下采集信號(hào)的方式類似，如圖2所示。泰克MSO系列把定時(shí)采集解碼成時(shí)鐘輸入總線顯示畫面和事件表，其與邏輯分析儀的狀態(tài)采集顯示畫面類似，在調(diào)試過(guò)程中為您提供重要信息。

　　帶色碼的數(shù)字波形顯示

　　數(shù)字定時(shí)波形看上去與模擬波形非常類似，但有一點(diǎn)除外，即它只顯示邏輯值高和低。定時(shí)采集分析的重點(diǎn)通常是確定具體時(shí)點(diǎn)的邏輯值，測(cè)量一個(gè)或多個(gè)波形上邊沿跳變之間的時(shí)間。為使分析變得更簡(jiǎn)便，泰克MSO系列在數(shù)字波形上用藍(lán)色顯示邏輯值低，用綠色顯示邏輯值低，即使看不見跳變時(shí)，用戶仍能查看邏輯值。波形標(biāo)記顏色還與探頭色碼一致，可以更簡(jiǎn)便地查看哪個(gè)信號(hào)與哪個(gè)測(cè)試點(diǎn)對(duì)應(yīng)。

　　數(shù)字定時(shí)波形可以分組，建立一條總線。一個(gè)數(shù)字信號(hào)被定義為最低有效位，其它數(shù)字信號(hào)表示二進(jìn)制數(shù)值的其它位，直到最高有效位。然后MSO把總線解碼成二進(jìn)制值或十六進(jìn)制值。泰克MSO系列還建立一個(gè)事件表，把邏輯狀態(tài)顯示為二進(jìn)制值或十六進(jìn)制值。每種狀態(tài)都帶有時(shí)間標(biāo)記，簡(jiǎn)化了時(shí)序測(cè)量工作。

　　泰克MSO系列使用時(shí)鐘輸入格式或非時(shí)鐘輸入格式解碼并行總線。對(duì)時(shí)鐘輸入解碼，MSO確定指定作為時(shí)鐘的信號(hào)的上升沿、下降沿或兩個(gè)沿上總線的邏輯狀態(tài)。這意味著只顯示總線上有效的跳變，而不包括數(shù)據(jù)無(wú)效時(shí)發(fā)生的任何跳變。對(duì)非時(shí)鐘輸入解碼，MSO在每個(gè)樣點(diǎn)上解碼總線，顯示總線上的每個(gè)跳變。在MSO使用時(shí)鐘輸入解碼時(shí)，解碼的總線顯示畫面和事件表與邏輯分析儀的狀態(tài)顯示畫面非常類似。由于總線解碼是采集后流程，因此您可以在分析過(guò)程中靈活地改變解碼格式。