示波器基础培训资料

1 Professional Agilent Instrument Distributor 数字示波器基础数字示波器基础 2 Professional Agilent Instrument Distributor 目录目录 数字示波器用途数字示波器用途 数字示波器的工作原理数字示波器的工作原理 数字示波器的主要指标及功能数字示波器的主要指标及功能 数字示波器的探头数字示波器的探头 3 Professional Agilent Instrument Distributor 波的常规类型：波的常规类型： 正弦波正弦波 方波和矩形波方波和矩形波 三角波和锯齿波三角波和锯齿波 阶跃波和脉冲波阶跃波和脉冲波 噪声波噪声波 调制波形调制波形 从频域看，_从频域看，_ 周期信号和非周期信号周期信号和非周期信号 数字示波器用途数字示波器用途 数字示波器 - _数字示波器 - _ 4 Professional Agilent Instrument Distributor 数字示波器工作原理简图数字示波器工作原理简图 显示 显示处理器 输入信号 数学处理器 & 协处理器 应用软件 RAM 可存储到 软盘,USB 盘,硬盘 连接到 计算机打印机 的数据总线 2 1 3 4 操作系统 5 Professional Agilent Instrument Distributor 数字示波器基本工作原理数字示波器基本工作原理 ?采集捕获采集捕获 放大器放大和调整输入的模拟信号达到模放大器放大和调整输入的模拟信号达到模/数变换器所需电平，数变换器所需电平， 模模/数变换器将模拟信号转换为数字信号，数变换器将模拟信号转换为数字信号， 存储器将转换后的数字信号进行存储，存储器将转换后的数字信号进行存储， 触发电路触发和同步满足触发条件的信号，触发电路触发和同步满足触发条件的信号， ?显示显示 存储后的信号经过运算和处理形成显示的波形存储后的信号经过运算和处理形成显示的波形 ?测量和分析测量和分析 对显示的波形进行参数测量和波形运算分析对显示的波形进行参数测量和波形运算分析 ?存档存档 对波形及测量结果进行存储和打印对波形及测量结果进行存储和打印 数字示波器 - 在时域上捕获、观察、测量和分析波形的工具数字示波器 - 在时域上捕获、观察、测量和分析波形的工具 6 Professional Agilent Instrument Distributor 示波器的典型结构示波器的典型结构 ? 放大器放大器 DC耦和 AC耦和 高频抑制 低频抑制 噪声抑制 DC耦和 AC耦和 高频抑制 低频抑制 噪声抑制 采集信号 存储器 采集信号 存储器 uP ?电路?电路 AC ? ? 时 钟 来源通道 时 钟 来源通道2 通道1通道1 DC 地地 来源通道来源通道3 EXT 外触发外触发 触发单元触发单元 采集采集&存储单元存储单元 显示单元显示单元 放大器 单元 放大器 单元 输入单元输入单元 数据 处理 数据 处理 输入阻抗：输入阻抗：50欧，欧，1M欧欧 7 Professional Agilent Instrument Distributor 数字示波器主要指标和性能数字示波器主要指标和性能 ? 捕获（示波器捕获（示波器5个重要指标）个重要指标） 带宽带宽 采样率采样率 存储长度存储长度 波形更新率波形更新率 触发功能触发功能 ? 观察观察 显示分辨率显示分辨率 辉度等级辉度等级 ? 测量和分析测量和分析 参数测量参数测量 波形运算波形运算 ? 存档存档 可扩展性可扩展性 8 Professional Agilent Instrument Distributor 7000系列示波器型号和主要指标系列示波器型号和主要指标 4+16ch1GHz 7104A 4+16ch7054A 2+16ch4Gsa/s 500 MHz 7052A 4+16ch7034A 2+16ch300 MHz 7032A 4+16ch7014A 2+16ch2Gsa/s 100 MHz 7012A MSO 4ch7104A 2ch1GHz 7102A 4ch7054A 2ch4Gsa/s 500 MHz 7052A 4ch7034A 2ch300 MHz 7032A 4ch7014A 2ch MegaZoom 深存储器 深存储器 8 Mpts存储器存储器 2Gsa/s 100 MHz 7012A DSO 通 道 数存 储 器采 样 率带宽型号通 道 数存 储 器采 样 率带宽型号 波形捕获率: 10万次/ 每秒 9 Professional Agilent Instrument Distributor 5000系列示波器型号和主要指标系列示波器型号和主要指标 1M，选件，选件8M4GSa/s 500MHzDSO5052A 1M，选件，选件8M4GSa/s500MHzDSO5054A 1M，选件，选件8M2GSa/s 300MHzDSO5034A 2GSa/s 2GSa/s 2GSa/s 采样率 1M，选件，选件8M 1M，选件，选件8M 1M，选件，选件8M 存储深度 300MHzDSO5032A 100MHzDSO5014A 100MHzDSO5012A 带宽型号型号 波形捕获率: 10万次/ 每秒 10 Professional Agilent Instrument Distributor 100% （ ）（ ） 71% （）（） 频率 幅度 频率 幅度 示波器带宽示波器带宽 定义：测量等幅扫频信号时 幅频特性下降-3dB时的频率 范围。 定义：测量等幅扫频信号时 幅频特性下降-3dB时的频率 范围。 前端 放大器 前端 放大器 带宽不够_带宽不够_ 示波器模拟带宽是指_示波器模拟带宽是指_ 带宽带宽 in out V V dBGainlog20)(= 11 Professional Agilent Instrument Distributor 仪器上升时间：仪器上升时间：t t仪器上升时间 仪器上升时间( (ns) = ?/带宽 ( ) = ?/带宽 (MHz) ) 测量上升时间：测量上升时间：t t测量上升时间 测量上升时间 t t信号上升时间2 信号上升时间2 t t仪器上升时间2 仪器上升时间2 带宽与上升时间的关系带宽与上升时间的关系 示波器 ? 示波器? （实际测量） 示波器带宽将影响测量信号的_精确度示波器带宽将影响测量信号的_精确度 12 Professional Agilent Instrument Distributor 测量信号的上升时间，示波器带宽将影响测量结果测量信号的上升时间，示波器带宽将影响测量结果 示波器带宽示波器带宽 vs上升时间测量精确度上升时间测量精确度 待测信号待测信号 tr / 示波器示波器 tr上升时间测量误差上升时间测量误差 1:141.4% 3:15.4% 5:1?% 10:1?% 如需精确测量: 示波器带宽 最高信号频率的_倍如需精确测量: 示波器带宽 最高信号频率的_倍! ! 13 Professional Agilent Instrument Distributor 频谱 频率 频谱 频率 示波器的带宽对信号测试的影响示波器的带宽对信号测试的影响 tr 使上升时间变缓、 使幅度衰减 使上升时间变缓、 使幅度衰减 tr 足够的带宽 精确的复现波形 被测信号 足够的带宽 精确的复现波形 被测信号 带宽不足够观察到失真的波形带宽不足够观察到失真的波形 足够的带宽才能覆盖更高频率的足够的带宽才能覆盖更高频率的_成分 ！成分 ！ 14 Professional Agilent Instrument Distributor 不同带宽示波器观察不同带宽示波器观察50MHz方波的结果方波的结果 60MHz 示波器示波器 100MHz 示波器示波器 350MHz 示波器示波器 500MHz示波器示波器 15 Professional Agilent Instrument Distributor 13GHz bandwidth = 406uV/p-p = 4.3mV 10GHz bandwidth = 365uV/p-p = 3.6mV 6GHz bandwidth = 278uV/p-p = 2.8mV 带宽越大越好吗？ 示波器底噪与带宽相关，带宽越大，示波器底噪与带宽相关，带宽越大，_！ 80000B80000B示波器的降噪选件示波器的降噪选件示波器的降噪选件示波器的降噪选件 16 Professional Agilent Instrument Distributor 采样及采样率采样及采样率 采样率不够采样率不够_ 采样：将信号以一定的时间间隔采集，并进 行数字化的过程。 采样：将信号以一定的时间间隔采集，并进 行数字化的过程。 采样率：采样点之间的时间间隔的倒数。采样率：采样点之间的时间间隔的倒数。 奈奎斯特定律：采样率至少为信号最高频率带宽的奈奎斯特定律：采样率至少为信号最高频率带宽的2倍倍 17 Professional Agilent Instrument Distributor 单次采样单次采样 仅仅_即完成信号采集即完成信号采集 时间时间 单次采样率1GSamples/sec对应两 个取样点之间的间隔为 1ns仅触发一次 捕获波形直 至存储器满 幅度幅度 单次采样率需超过模拟带宽：单次采样率需超过模拟带宽： 波形重建用正弦内插波形重建用正弦内插Sin(x)/x时需大于时需大于_倍，线性内插时需大于倍，线性内插时需大于_倍倍 适用捕获单次信号、重复信号，以及隐藏在信号中的毛刺和异常波形适用捕获单次信号、重复信号，以及隐藏在信号中的毛刺和异常波形 可将测试信号作为触发 18 Professional Agilent Instrument Distributor 线性对比正弦内插线性对比正弦内插 3GHz 正弦波以 20GSa/s 采样率捕获 19 Professional Agilent Instrument Distributor 仅可使用于_信号仅可使用于_信号 采样点來自之前持续的触发采样点來自之前持续的触发 经多次_建立波形经多次_建立波形 可形成高_可形成高_ 1st触发触发 2nd触发触发 3rd触发触发 等效时间采样等效时间采样 需多次触发完成信号采集需多次触发完成信号采集 20 Professional Agilent Instrument Distributor -输入信号高频谐波成份频率 耐奎斯特頻率(FN)-输入信号高频谐波成份频率 耐奎斯特頻率(FN) ? 500MHz 带宽示波器带宽示波器 ? 被测信号：被测信号： 50MHz 时钟，具有时钟，具有 500ps上升时间上升时间 1GSa/s (BW x 2) Equivalent-Time Sampling 4GSa/s (BW x 8) 2GSa/s (BW x 4) 采样率不够，将出现波形混叠采样率不够，将出现波形混叠 21 Professional Agilent Instrument Distributor 采样时发生了什么？采样时发生了什么？ 采样过程采样过程 存储 采样保持 转换成为数据顺序存储 显示选定 部分的内存 存储 采样保持 转换成为数据顺序存储 显示选定 部分的内存 屏幕 显示 屏幕 显示 数字化数字化 8bit 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 . . . 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 信号 采样 信号 采样 对应电压值：如对应电压值：如1.5V 22 Professional Agilent Instrument Distributor 存储长度存储长度= 采样率 采集时间采样率 采集时间 存储长度存储长度 ?深存储的优点深存储的优点 长存储可保证在同等时间下，以更高采样率采集波形长存储可保证在同等时间下，以更高采样率采集波形 长存储可保证在同等采样率下，采集更长时间的波形长存储可保证在同等采样率下，采集更长时间的波形 示波器对数字化波形的最大存储能力示波器对数字化波形的最大存储能力 23 Professional Agilent Instrument Distributor 采样率与存储深度和时基的关系采样率与存储深度和时基的关系 存储深度=采样率x采集时间 (采集时间 = 扫描时间/div x 10) 举例 ：测试6MHz的电视视频信号、全帧20ms的时间， 需要采样率50 MSa/s 需要存储深度 = 50 MSa/s x 20ms = 1M Points （此时扫描时基为2ms /div，扫描时间为20ms ） 24 Professional Agilent Instrument Distributor 雷达雷达 无线通信无线通信 因果调试因果调试 发现随机或罕见的错误发现随机或罕见的错误 数据采集数据采集 高频与低频混合系统高频与低频混合系统 视频信号视频信号 需要长存储的测试需要长存储的测试 Agilent 7000系列：8M = 4GSa/s X 2ms Agilent 5000系列：1M = 4GSa/s X 250us 25 Professional Agilent Instrument Distributor 深存储确保长时间、高采样率捕捉窄毛刺深存储确保长时间、高采样率捕捉窄毛刺 采集的波形 放大的波形 存储长度 = 采样率存储长度 = 采样率采集时间采集时间 窄毛刺窄毛刺 26 Professional Agilent Instrument Distributor 分段存储分段存储分段存储分段存储 ?能更有效使用示波器的内存能更有效使用示波器的内存: ? 可以捕捉多个连续的波形段可以捕捉多个连续的波形段 ? 可以选择在没有信号时不采集可以选择在没有信号时不采集 ? 每个波形段都有精确的时间标签每个波形段都有精确的时间标签 ? 可以对捕捉到的段进行后分析可以对捕捉到的段进行后分析 ?将内存使用率最优化 ?捕获窄的、重复周期长的信号 （如激光脉冲，雷达，串行脉冲组） 27 Professional Agilent Instrument Distributor _内示波器波形捕获和更新的速率内示波器波形捕获和更新的速率 ?快速波形更新率意味着两次采集期间的死区时间更短。快速波形更新率意味着两次采集期间的死区时间更短。 ?快速波形更新率更容易发现罕见的问题。快速波形更新率更容易发现罕见的问题。 波形更新率波形更新率 Acquisition TimeAcquisition TimeDead-timeDead-timeAcquisition TimeAcquisition TimeDead-timeDead-time 死区时间采集时间采集时间死区时间死区时间采集时间采集时间死区时间 死区时间：示波器不能捕获信号的时间，如：_过程、_过程。 28 Professional Agilent Instrument Distributor 波形更新率是发现问题的关键波形更新率是发现问题的关键 慢的更新率 快的更新率 慢的更新率 快的更新率 采集时间死区时间采集时间采集时间死区时间采集时间 死区 时间 死区 时间 采集时间 死区 时间 死区 时间 死区 时间 死区 时间 死区 时间 采集时间 死区 时间 死区 时间 死区 时间 采集时间采集时间采集时间采集时间采集时间采集时间采集时间采集时间 示波器每秒波形更新率示波器每秒波形更新率 vs 数码像机数码像机_功能的连拍速度功能的连拍速度 捕获的概率取决于偶发信号的频率和示波器的波形更新率捕获的概率取决于偶发信号的频率和示波器的波形更新率 29 Professional Agilent Instrument Distributor 深存储可能会带来的负面影响深存储可能会带来的负面影响 降低波形更新率降低波形更新率 用户操作控制仪器时反应速度降低用户操作控制仪器时反应速度降低 捕获间的死区时间加长捕获间的死区时间加长 降低捕获毛刺与异常期信号的能力降低捕获毛刺与异常期信号的能力 通常而言：存储深度与波形更新率是相互矛盾的 30 Professional Agilent Instrument Distributor A/D 第一代深存储示波器的结构第一代深存储示波器的结构 MegaZoom 新一代深存储示波器的结构新一代深存储示波器的结构 1 Gbit/s PCI bus MegaZoom Custom ASIC Scope CPU Deep Acquisition Memory Scope Display A/DOptimized Data MegaZoom深存储技术工作原理深存储技术工作原理 在深存储时，依然满足快速的波形更新率在深存储时，依然满足快速的波形更新率 Deep Acquisition Memory Scope Display Scope CPU 瓶颈 在深存储时，较慢的波形更新率 瓶颈 在深存储时，较慢的波形更新率 在采集与显示的捕获系统中间加入处理硬件在采集与显示的捕获系统中间加入处理硬件 安捷伦特有的安捷伦特有的 MegaZoom 芯片芯片 MegaZoom 存储管理工具存储管理工具 乒乓捕获存储乒乓捕获存储 数据在硬件中做预处理数据在硬件中做预处理 A/D 31 Professional Agilent Instrument Distributor MegaZoom III 技术技术 MegaZoom技术令技术令Agilent示波器成为业界 独一无二的深存储快响应示波器！ 示波器成为业界 独一无二的深存储快响应示波器！ 10万次波形万次波形/秒的更新率！秒的更新率！ 示波器的示波器的_操作模式操作模式 不受不受_的限制的限制 不受不受_的限制的限制 能保证在各种状态下波形的采集及波形刷新 速率达到最大值 能保证在各种状态下波形的采集及波形刷新 速率达到最大值 _功能能适用功能能适用 32 Professional Agilent Instrument Distributor MegaZoom技术示波器捕获、观察波形技术示波器捕获、观察波形 抖动 噪声 抖动 噪声 毛刺毛刺毛刺 在常规模式下，也能看到所有 的抖动、噪声和罕见的毛刺 毛刺 在常规模式下，也能看到所有 的抖动、噪声和罕见的毛刺 _次波形次波形/秒的更新率！秒的更新率！ _灰度等 级 显示分辨率 灰度等 级 显示分辨率 _ 33 Professional Agilent Instrument Distributor 快刷新的实时比较：快刷新的实时比较：MSO7054A 与与 MSO4054A 精确的信号重现丢失信号 显示毛 丢失 90%毛刺 丢失 100%毛刺 MSO7054A Agilent TekMSO4054A 34 Professional Agilent Instrument Distributor 测量波形更新率测量波形更新率 Agilent Confidential April 9, 2007 BNC连线连线 ? 计算触发脉冲数， 可知波形更新率 被测示波器 每次示波器触发和捕获数据，示波器触 发输出 计算触发脉冲数， 可知波形更新率 被测示波器 每次示波器触发和捕获数据，示波器触 发输出 BNC端口就发出一个端口就发出一个_ 35 Professional Agilent Instrument Distributor 波形更新率比较波形更新率比较波形更新率比较波形更新率比较 - 改变：扫描时基，存储长度，通道数，串行解码改变：扫描时基，存储长度，通道数，串行解码 460/60460460Auto10/0.2121210M200 s/div 2,000/602,0002,000Auto90/11111651M20 s/div 19,000/6019,00019,000Auto45/21253,700100k2 s/div 73,000/6073,00073,000Auto30/512532,00010k200 ns/div 95,000/6095,00095,000Auto25/51302,5001k20 ns/div + Serial + Digital 2 Analog Optimized Memory + Serial + Digital 2 Analog Optimized Memory Timebase Setting Agilent MSO7000Tek MSO4000 36 Professional Agilent Instrument Distributor 为什么会有如此不同为什么会有如此不同? 相对于恒定的存储深度和采样 速率，采集时间是固定的。 随着更新速率的降低，死区时 间会加大。 Agilent 7000的结构 集显示存储器， 波形复现器 集显示存储器， 波形复现器, 存储控制器和 采集存储器 于一身 存储控制器和 采集存储器 于一身 单个芯片的设计优化了模拟，数 字和串行信号的更新速率。 信号采集 时间 信号采集 时间 信号的处理时间（死时间）信号的处理时间（死时间） 如此反复地重复着 其它供应商的示波器是采用多个芯片的结 构来完成这个任务。 芯片间的通讯时间再加上通过软件实现串 行解码大大地降低了波形更新速率并使得 整体性能大打折扣。 其它供应商的示波器是采用多个芯片的结 构来完成这个任务。 芯片间的通讯时间再加上通过软件实现串 行解码大大地降低了波形更新速率并使得 整体性能大打折扣。 37 Professional Agilent Instrument Distributor Agilent MSO7000/7000 框图框图 MSO 输入输入 模模/数 转换器 数 转换器 衰减器衰减器存储控制器存储控制器 采集存储器采集存储器 波形绘图器波形绘图器 波形显示 存储器 波形显示 存储器 显示控制器显示控制器 触发器触发器 放大器放大器 信号输入信号输入 Agilent 7000系列 ，用相同的系列 ，用相同的SOC ASIC 处理模拟和数字输入信号，实现处理模拟和数字输入信号，实现MSO混合 测试的最大刷新率 混合 测试的最大刷新率 38 Professional Agilent Instrument Distributor 采样率 存储长度波形更新率 采样率 存储长度波形更新率 多盲点多盲点 近视现象，视野狭窄近视现象，视野狭窄 混叠假象混叠假象 信心范围信心范围 测量信心的铁三角测量信心的铁三角 39 Professional Agilent Instrument Distributor 数字示波器时基和触发电路数字示波器时基和触发电路 时基 指示波器的水平扫描时间，它由示波器水平系统来决定。 时基电路是一个晶体振荡器，通过测量触发信号和取样时钟之间的时间差，微 处理器便可确定将波形取样放在显示器的位置。 波形的最重要参数上升时间测量是由示波器的带宽及时基的精度共同决定的。 ? 放大器放大器 DC耦和 AC耦和 高频抑制 低频抑制 噪声抑制 采集信号 存储器 采集信号 存储器 uP 显示 存储器 显示 存储器 A/D 时基电路时基电路 晶体振荡器晶体振荡器 AC 取样时钟 来源通道 取样时钟 来源通道 通道1通道1 DC 地地 来源通道来源通道 EXT 外触发外触发 触发比较 器电路 触发比较 器电路 输入阻抗：50欧，1M欧 40 Professional Agilent Instrument Distributor 示波器的触发示波器的触发 触发电路的作用触发电路的作用 保证每次时基扫描时，都从保证每次时基扫描时，都从_ 开始，使每次扫描的波形同步，从 而显示 开始，使每次扫描的波形同步，从 而显示_的波形。的波形。 321 不正常触发 正常触发 不正常触发 正常触发 示波器提供了许多触发方式，根据测量示波器提供了许多触发方式，根据测量 _加以应用。加以应用。 作为数字示波器来说，触发实际上参与 了确定波形的 作为数字示波器来说，触发实际上参与 了确定波形的_起点。起点。 触发种类触发种类 硬件触发，软件触发硬件触发，软件触发 41 Professional Agilent Instrument Distributor 触发模式触发模式 Auto（自动）Auto（自动） 无论是否满足触发条件，显示都_刷新。无论是否满足触发条件，显示都_刷新。 Normal（常态）Normal（常态） 满足触发条件即触发，不满足触发条件即显示_一次触 发时的波形。 满足触发条件即触发，不满足触发条件即显示_一次触 发时的波形。 Single（单次）Single（单次） 满足触发条件，即停止采集波形，并显示第一个满足触发条 件时的波形。 满足触发条件，即停止采集波形，并显示第一个满足触发条 件时的波形。 42 Professional Agilent Instrument Distributor 触发耦合触发耦合 DC耦合 触发源直接连到触发电路触发。 AC耦合 触发源通过10Hz高通滤波器，从触发波形中移除_电压。 HF抑制 触发源通过50kHz低通滤波器以抑制_分量，使其按低频信号 触发。 LF抑制 触发源通过一个高通滤波器以抑制其_成分，对包含很多电 源交流成分的信号触发很有用。 噪声抑制 触发源通过50kHz的高通滤波器滤出_，再连到触发电路。 触发信号与触发电路的耦合方式触发信号与触发电路的耦合方式 43 Professional Agilent Instrument Distributor 触发功能触发功能 ?触发方式触发方式 沿触发上升沿、下降沿、交替沿沿触发上升沿、下降沿、交替沿 脉宽触发大于、小于、范围内、范围外脉宽触发大于、小于、范围内、范围外 保持触发保持时间保持触发保持时间 码型触发- H、L、X码型触发- H、L、X TV触发PAL、NTSC、SECAM , HDTV/EDTVTV触发PAL、NTSC、SECAM , HDTV/EDTV 串行总线触发I串行总线触发I2 2C, SPI, USB, CAN , LINC, SPI, USB, CAN , LIN 逻辑触发逻辑触发 外触发外触发 ?触发带宽触发带宽 能够触发信号的最高频率能够触发信号的最高频率 ?触发抖动触发抖动 是数字示波器最大的时间误差来源是数字示波器最大的时间误差来源 示波器对信号的触发和示波器对信号的触发和_能力能力 44 Professional Agilent Instrument Distributor 毛刺触发（宽度触发）毛刺触发（宽度触发） 根据信号的波形宽度，设定触发电平和时间宽度根据信号的波形宽度，设定触发电平和时间宽度( =， ，)，通过脉冲宽度触发比较器使示波器触发，捕获特 定宽度的波形。 ，通过脉冲宽度触发比较器使示波器触发，捕获特 定宽度的波形。 t设定设定 触发电平 触发点 触发电平 触发点 关心的信号关心的信号 45 Professional Agilent Instrument Distributor 保持触发(Hold off)保持触发(Hold off) 信号在小周期内不重复，但在长时间内有周期性。 触发要避免使每一次扫描起始都从信号不相同位置开始。 保持触发 在各次扫描之间加入延迟时间，使得扫描的每次触发总是从 相同的信号沿开始，从而得到稳定的波形显示。 延迟时间触发延迟时间触发 46 Professional Agilent Instrument Distributor ?TV信号触发 支持HDTV/EDTV 支持NTSC, _,SECAM或用户自定义视频格式 可选择_信号、_信号触发 触发电平自动设置为同步脉冲，无须调节_电平 视频触发视频触发 47 Professional Agilent Instrument Distributor 串行总线触发串行总线触发 根据串行信号协议和所选码型触发根据串行信号协议和所选码型触发 I2C, SPI, USB, CAN , LIN 双向, 两线总线 串行数据 (SDA) 和时钟 (SCL) 用在嵌入式设计中 I I2 2C触发C触发 串行数据 串行时钟 串行数据 串行时钟 48 Professional Agilent Instrument Distributor I2C串行触发用于串行触发用于DAC的调试的调试 经过滤波的DAC 输出 未经滤波的DAC 输出 串行数据 串行时钟 8bit DAC 输入 控制总线（ I2C ）发出命令“041 （十六进制）”，要求受控器件做出3周期的DAC反应 在在I2C总线传输的串行数据上触发 同时显示相关的模拟和数字信号 总线传输的串行数据上触发 同时显示相关的模拟和数字信号 49 Professional Agilent Instrument Distributor I2C串行触发用于串行触发用于DAC的调试的调试 SDA串行数据串行数据 SCL串行时钟串行时钟 I2C触发可容易地同步这一指令，并同时观察受控器件做出的反应是否正确 在在I2C总线传输的串行数据总线传输的串行数据0x41 上触发上触发 0 1 0 0 0 0 0 1 在串行数据上设 置触发要求 在串行数据上设 置触发要求0x41 (十六进制十六进制) 选择触发条件选择触发条件 50 Professional Agilent Instrument Distributor 串行总线的触发及解码：串行总线的触发及解码：CAN总线分析总线分析 提供串行解码列表输出显示 CAN触发信号类型可选： CAN_H, CAN_L, CAN_diff, Tx or Rx _解码功能比解码功能比_解码能容易地发现总线错误解码能容易地发现总线错误 51 Professional Agilent Instrument Distributor 混合示波器逻辑触发混合示波器逻辑触发 根据设定的最大根据设定的最大16个数字通道的高低电平个数字通道的高低电平_关系来触发关系来触发 时间相关地验 证DAC输入输 出关系 时间相关地验 证DAC输入输 出关系 设置D15 - D0 数 字通道逻辑电平 设置D15 - D0 数 字通道逻辑电平 52 Professional Agilent Instrument Distributor 安捷伦DSO7104A 触发抖动泰克DSO4104触发抖动 触发抖动触发抖动 触发抖动是数字示波器最大的触发抖动是数字示波器最大的_误差来源误差来源 53 Professional Agilent Instrument Distributor 数字示波器滚动模式数字示波器滚动模式 滚动模式是一种可以应用于全滚动模式是一种可以应用于全_显示的方式显示的方式 滚动模式下，示波器采集采样点并立即将采集的数据复制 到显示存储器。 滚动模式下，示波器采集采样点并立即将采集的数据复制 到显示存储器。 新的采样点显示于屏幕的右面，屏幕上已有的波形则向左 滚动，移到屏幕左面即行消失。屏幕上显示的波形总是反 映出最新信号对时间变化的情况。 新的采样点显示于屏幕的右面，屏幕上已有的波形则向左 滚动，移到屏幕左面即行消失。屏幕上显示的波形总是反 映出最新信号对时间变化的情况。 用滚动模式，可以用示波器来代替图表记录仪显示用滚动模式，可以用示波器来代替图表记录仪显示_的 现象。 的 现象。 54 Professional Agilent Instrument Distributor Page 54 12.1寸的大显示屏，寸的大显示屏， 256个辉度级，个辉度级，1024 x 768 分辨率，分辨率， 10万次万次/秒的波形更新率秒的波形更新率 波形显示波形显示 Agilent 7000系列提供最佳的信号观察能力系列提供最佳的信号观察能力 55 Professional Agilent Instrument Distributor Agilent 7000最佳显示和观察信号最佳显示和观察信号 7000系列示波器提供了系列示波器提供了最好的信号观测能力最好的信号观测能力 当需要放大而观测信号细节当需要放大而观测信号细节 当需要大的存储深度观测信号当需要大的存储深度观测信号 当需要测试混合信号（模拟逻辑）当需要测试混合信号（模拟逻辑） 当需要串行解码当需要串行解码 显示显示 7000具有更大的显示屏具有更大的显示屏12.1寸寸 256个辉度级，个辉度级，1024 x 768 分辨率分辨率 观测信号更容易观测信号更容易 波形更新率波形更新率 7000有有10万次万次/秒的更快波形更新率秒的更快波形更新率 更易观测到偶发信号更易观测到偶发信号 Page 55 显示屏显示屏12.1寸 显示屏 寸 显示屏10.4寸寸 56 Professional Agilent Instrument Distributor 测量和运算功能测量和运算功能 游标快速定位测量 可选22个参数自动快速测量 内置5位计数器，精确测量频率、周期，用 10MHz参考时钟可扩展至8位 运算：相乘、相减、微分、积分、FFT分析 游标测量游标测量 参数测量参数测量 Agilent 5000、6000、7000示波器示波器 57 Professional Agilent Instrument Distributor 主要波形参数主要波形参数 时间测量时间测量 计数器计数器 占空比占空比 频率频率 周期周期 上升时间上升时间 下降时间下降时间 + 宽度宽度 宽度宽度 最大最大Y时的时的X 最小最小Y时的时的X 相位和延迟相位和延迟 相位相位 延迟 电压测量 延迟 电压测量 平均值平均值 振幅振幅 基准基准 最大值最大值 最小值最小值 峰峰-峰值峰值 RMS(均方根均方根) 顶部 前冲和过冲 顶部 前冲和过冲 前冲前冲 过冲过冲 58 Professional Agilent Instrument Distributor 主要波形参数描述主要波形参数描述 时间测量 电压测量 时间测量 电压测量 59 Professional Agilent Instrument Distributor 延迟延迟(Delay) 主要波形参数描述主要波形参数描述 相位相位(Phase) Delay Phase = - X 360 Source 1 Period 60 Professional Agilent Instrument Distributor 前冲（前冲（Preshoot ） 基准基准 边沿最小值 上升沿前冲 边沿最小值 上升沿前冲 = - x 100 振幅 边沿最大值 振幅 边沿最大值 顶部 下降沿前冲 顶部 下降沿前冲 = - x 100 振幅振幅 主要波形参数描述主要波形参数描述 振幅振幅 61 Professional Agilent Instrument Distributor 主要波形参数描述主要波形参数描述 过冲（过冲（Overshoot ） 基准基准 边沿最小值 下降沿过冲 边沿最小值 下降沿过冲 = - x 100 振幅 边沿最大值 振幅 边沿最大值 顶部 上升沿过冲 顶部 上升沿过冲 = - x 100 振幅振幅 振幅振幅 62 Professional Agilent Instrument Distributor 测量值统计功能测量值统计功能 63 Professional Agilent Instrument Distributor 光标波形追踪功能光标波形追踪功能 64 Professional Agilent Instrument Distributor 快速傅立叶变换快速傅立叶变换- FFT频域分析频域分析 FFT频谱 未经滤波的 频谱 未经滤波的DAC信号信号 FFT频谱频谱 时钟信号时钟信号 65 Professional Agilent Instrument Distributor 通用模板测试通用模板测试-判定合格判定合格/失败失败 66 Professional Agilent Instrument Distributor 由硬件完成的模板测试由硬件完成的模板测试 - 快速快速 300K测试仅需测试仅需 3.4 秒秒 67 Professional Agilent Instrument Distributor - 为提供最佳的信号观察能力而设计的示波器为提供最佳的信号观察能力而设计的示波器 Page 67 外表出众（外表出众（Attractive） 12.1寸的大显示屏，仅寸的大显示屏，仅 6.5寸的厚度寸的厚度 ? 防倾覆机械设计 ? 极低的噪声，提供宁静的工作环境 ? 仅5.9Kg的重量 身手敏捷身手敏捷(Fast) 高达高达100,000 波形波形/秒的更新速率秒的更新速率 ? 最迅速的面板控制响应 ? 最佳的观察信号细节 ? 最高的偶发事件捕获概率 智慧过人智慧过人(Smart) 针对多种应用的快速洞察力针对多种应用的快速洞察力 ? 带硬件加速的串行解码功能，支持 I2C, SPI, CAN, LIN, FlexRay, RS-232/UART ? 提供基于PC的分析软件: FPGA 调试, 示波器离线 观察和分析, 矢量信号分析，功率分析 ? 其它: 安全环境模式 InfiniiVision 7000系列系列 68 Professional Agilent Instrument Distributor 连通性连通性 前置USB 1.1接口让你方便 存储屏幕图形和数据 标准 输入标准 输入/输出口输出口: 高速 USB2.0可与PC方便连接高速传递数据 GPIB IEEE488.2用于控制 LAN 10 Base-T/100Base-T Ethernet网口便于 通过网络访问 XGA 视频输出 10MHz时钟参考输入/输出端口，可同步一个 系统中多台仪器 触发输出口，可用于示波器与其它仪器同步 69 Professional Agilent Instrument Distributor 连接软件连接软件 免费的免费的IntuiLink数据捕获软件让数据传输 更加方便 数据捕获软件让数据传输 更加方便 支持支持GPIB, USB和和LAN接口接口 传输屏幕图形和全部图形数据（最高传输屏幕图形和全部图形数据（最高8M点的 时间、电压值）到 点的 时间、电压值）到PC 支持所有示波器和逻辑通道支持所有示波器和逻辑通道(MSO). 存储存储/找回仪器的设置找回仪器的设置 随时从网址下载随时从网址下载 /find/intuilink 免费的免费的Agilent I/O库：库： Libraries Suite 14.0 自动检测连接到您自动检测连接到您PC上的仪器并且配置界面 兼容 上的仪器并且配置界面 兼容GPIB, USB, LAN, RS232和和VXI界面界面 70 Professional Agilent Instrument Distributor 网端控制网端控制 (Web Enabled Control Version 4.0 system software) 通过内建网口，经由Java-enabled Web Browser 由远端进行显示, 控制与量测 网端控制网端控制 (监视波 形 监视波 形, 遥控示波器遥控示波器, 进 测 进 测) 取得图像取得图像 (截取显 示屏的图像到 截取显 示屏的图像到 web browser) 仪器仪器Utilities (显 示安装选配 显 示安装选配, 软件 版本及校验状态 软件 版本及校验状态) 网口设置 (显示 目前网口设置并 允许调整) 网口设置 (显示 目前网口设置并 允许调整) 连结仅须键入连结仅须键入 IP网址或接入 示波器网口的 网址或接入 示波器网口的 host name 71 Professional Agilent Instrument Distributor 探头及基本类型探头及基本类型 探头是示波器与探头是示波器与DUT之间物理连接的工具，及物理量变换的工具之间物理连接的工具，及物理量变换的工具 光电 转换 光电 转换 低阻低阻 高阻高阻 AC DC 差分差分 有源有源 逻辑 电流 温度 传感器 逻辑 电流 温度 传感器 高压高压 无源无源 电压电压 有源 无源 有源 无源 单端单端 高压低压高压低压 有源有源 72 Professional Agilent Instrument Distributor 探头的要求探头的要求 负载效应低，对被测试 信号的影响小 负载效应低，对被测试 信号的影响小 输入阻抗大输入阻抗大 带宽高带宽高 动态范围大动态范围大 频率响应曲线平坦频率响应曲线平坦 垂直放大精度高垂直放大精度高 垂直灵敏度大垂直灵敏度大 丰富的探针类型丰富的探针类型 73 Professional Agilent Instrument Distribu