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借你一雙慧眼——DSCope虛擬示波器評(píng)測(cè)

DSCope 夢(mèng)源實(shí)驗(yàn)室虛擬示波器開(kāi)源 kickstarter

2016-02-17
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作者：netlhx
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
來(lái)自夢(mèng)源實(shí)驗(yàn)室的神器，更平民的示波器。

應(yīng)用場(chǎng)景(聆密)

場(chǎng)景一按鍵波形測(cè)試

按鍵是各類產(chǎn)品中最常見(jiàn)的輸入設(shè)備。通過(guò)按鍵，可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品內(nèi)部工作參數(shù)，設(shè)定不同的功能。眾所周知，按鍵雖然簡(jiǎn)單，但是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一直有一個(gè)問(wèn)題，就是按鍵時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)。通常的按鍵所用開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開(kāi)、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子斷開(kāi)。因而在閉合及斷開(kāi)的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。

消抖有硬件消抖及軟件消抖。在鍵數(shù)較少時(shí)可用硬件方法消除鍵抖動(dòng)，可以使用RS觸發(fā)器或電容來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件消抖，這樣的優(yōu)勢(shì)是軟件不需要考慮抖動(dòng)因素，不足之處是增加了電路的復(fù)雜性。軟件消抖的方法是不斷檢測(cè)按鍵值，直到按鍵值穩(wěn)定。

上述說(shuō)法是大家公認(rèn)的一些認(rèn)識(shí)，為了更好的理解，我們可能需要觀測(cè)具體的抖動(dòng)過(guò)程。下面我們使用示波器來(lái)看下實(shí)際的過(guò)程。

為此特意找了個(gè)按鍵，串接一個(gè)100歐的電阻，不使用硬件消抖，電路很簡(jiǎn)單，不上圖。下面是連續(xù)抓取的幾次按鍵波形圖。

整體看，波形比較平整，并沒(méi)有傳說(shuō)中的抖動(dòng)啊?下面是某次按鍵按下和釋放的波形圖，參數(shù)設(shè)置為5MS/DIV，仔細(xì)看。

按下按鍵的波形圖，可以看到，波動(dòng)極小。

釋放按鍵時(shí)的波形圖，可以看到確實(shí)有抖動(dòng)。抖動(dòng)時(shí)間約為1.5MS。

通過(guò)和一些網(wǎng)友及業(yè)內(nèi)人士討論，最后的結(jié)論是：現(xiàn)在由于制造工藝的提高，質(zhì)量較好的按鍵發(fā)生抖動(dòng)的概率比以前要小，并不是每次按鍵都會(huì)發(fā)生抖動(dòng);其次，上升沿的抖動(dòng)相對(duì)于下降沿來(lái)說(shuō)，抖動(dòng)會(huì)更厲害。一般抖動(dòng)的時(shí)間約為1~2MS。

再上一張使用電容硬件消抖的波形圖。

可以看到，大體上區(qū)別并不明顯

上升沿放大后的效果，嗯，波形平滑，沒(méi)有突變，電容在這里的平滑濾波效果非常明顯。

紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行!

場(chǎng)景二晶振波形測(cè)試

電子電路中，常使用各種晶振來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。在單片機(jī)上，常見(jiàn)的有8M，25M，32.768K的晶振，到底是個(gè)什么東西，有了這個(gè)示波器，就可以一探其真實(shí)面目。這里順便介紹一種示波器的高級(jí)用法，那就是觸發(fā)器的用法。

所謂觸發(fā)器，就是在捕獲波形時(shí)，設(shè)定一個(gè)觸發(fā)條件，只在滿足指定條件的情況下，才開(kāi)始捕獲信號(hào)。相當(dāng)于照相機(jī)的抓拍功能，很實(shí)用的一個(gè)功能啊。

在DSVIEW里，點(diǎn)擊功能按鈕區(qū)的TRIGGER，并做如下設(shè)置

電子世界不再是理論，他們都是可見(jiàn)的!

場(chǎng)景三 DAC輸出結(jié)果測(cè)試

神奇的DAC，在數(shù)字系統(tǒng)里，你之所以能聽(tīng)歌，全靠它了!

DAC，即數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，是很多MCU的標(biāo)配功能，今天拿來(lái)測(cè)試的是一款國(guó)產(chǎn)MCU，GD32F207是GD公司的最新產(chǎn)品，有幸申請(qǐng)到一塊評(píng)估板，今天就拿它來(lái)體驗(yàn)DSCope的魅力!

在GD32上編程，讓我們忽略那些源代碼的細(xì)節(jié)，專注于功能及測(cè)試結(jié)果。

GD32開(kāi)發(fā)板與DSCope的合照，紅與黑的世界!

DAC輸出頻率為1.25KHZ三角波的捕獲圖，結(jié)果令人非常滿意。

關(guān)于測(cè)試代碼，詳見(jiàn)資源參考附件。

場(chǎng)景四通信信號(hào)抓取

DSCope能將通信過(guò)程抓取上來(lái)，供我們分析。不過(guò)對(duì)于特定的通信協(xié)議來(lái)說(shuō)，DSCope只能抓取通信波形，并不能對(duì)通信過(guò)程進(jìn)行分析甚至解碼。這是邏輯分析儀的強(qiáng)項(xiàng)，詳見(jiàn)DSLOGIC測(cè)評(píng)文章。

結(jié)論

DSCope很好，很強(qiáng)大!

DSCope有50MHZ的模擬帶寬，單通道下最高200MHZ的采樣率，實(shí)時(shí)采樣深度達(dá)1M，單通道情況下單次采樣深度最高可達(dá)32M。DSCope的模擬前端電路采用全差分結(jié)構(gòu)。和單端結(jié)構(gòu)相比，具有突出的共模噪聲和電源噪聲抑制能力，同時(shí)減少EMI干擾。使得被測(cè)信號(hào)可以被更真實(shí)的還原。DSCope的模擬前端電路充分考慮帶寬內(nèi)的增益平坦性。保證帶寬內(nèi)對(duì)任意頻率分量的增益相同。在觀察數(shù)字信號(hào)時(shí)，可以更好的還原數(shù)字信號(hào)的跳變沿，更易對(duì)信號(hào)質(zhì)量做出正確判斷。DSCope獨(dú)創(chuàng)超長(zhǎng)存儲(chǔ)深度(16M/32M)的單次觸發(fā)采樣功能。使得同時(shí)觀察采集到的波形的整體過(guò)程和特定時(shí)間點(diǎn)的細(xì)節(jié)成為可能。

然而DSCope的這些標(biāo)稱參數(shù)，在林林總總的示波器里面，似乎并不怎么出彩，而且只有兩個(gè)采集通道，并不適合高端應(yīng)用。其次，產(chǎn)品官方文檔比較少，這也許是技術(shù)類創(chuàng)業(yè)者的通病，他們更關(guān)注自己產(chǎn)品的性能，愿意花更多的時(shí)間在產(chǎn)品本身，而對(duì)于產(chǎn)品文檔及周邊的關(guān)注相對(duì)較少。希望團(tuán)隊(duì)在后續(xù)時(shí)間能加以完善，使之成為一個(gè)真正意義上的產(chǎn)品。

對(duì)于一般的電子愛(ài)好者，DSCope提供了一個(gè)足夠且實(shí)用的選擇!DSCope讓你不必花費(fèi)很大的代價(jià)，就能將電子世界無(wú)形的信號(hào)、波動(dòng)以一種可視化的形式呈現(xiàn)在我們眼前，為我們測(cè)試、分析提供有力的支持!

ARDUINO及眾多的開(kāi)源硬件，已經(jīng)為我們打開(kāi)了一片嶄新的天地;DSCope再借你一雙慧眼，助你走向成功的彼岸!