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满足测量需求,数字示波器触发能力大幅提升

触发式数字数字示波器改变测量应用已经过了65年,其中触发为萤幕能够稳定显示重复波形的关键因素,也是采集单一事件的工具,从局限于实验室的工具,摇身一变电子测量广泛解决方案的角色。 

第一代触发仪器以及后面数代都依赖边缘触发,使得数字示波器显示稳定的波形,当信号进入数字示波器垂直输入时,触发电路将会监视水平轴(时基)。如果要采集信号时,使用者必须设定触发振幅临界值。当波形转换超过临界值时,仪器将会记录该信号。在许多高阶的类比数字示波器中已有「延迟触发」的功能,一般常以B触发称之。其主要功能就是可以在主要的触发条件中再设定延迟一段时间再显示波形。不过一直到最近这两种触发条件均以边缘(Edge)触发为主。目前太克科技提供了全新的A、B触发的功能。 

 

整合两个触发系统 

 

最后触发引起数字示波器采集有问题信号的原因,端视下列条件而定: 

 

.A事件是否发生?使用者可以设定边缘、突波、矮波、或其她条件。 

 

.当A事件发生时,正确逻辑状态(从两个不同输入搜集的资料)是否存在? 

 

.是否满足A与B触发之间的延迟条件?延迟条件可以时间或事件计数来表示。 

 

.B事件是否发生?它可能是设定/保持时间违反、矮波或A触发系统可使用的任何选择设定。 

 

.当B事件发生时,正确逻辑状态(从两个不同输入搜集的资料)是否存在? 

 

.在本程序的任何时点,重新设定的条件是否发生?重新设定经由旁路回至原来开始点。 

 

本触发系统架构的观念模式来自电脑程式使用的逻辑叙述「假如-然后-否则」,其基本逻辑说明如下: 

 

.假如,A事件/条件符合时。 

 

.然后,假如B事件/条件符合时,能够触发B系统。 

 

.否则,符合重新设定条件时,回到原来起点重新开始。 

 

图1隐含这些条件叙述(例如A与B之间的计时器/计数器)含有其她限定元,因此,不论B事件是否发生,A事件之后,重新设定可能随时发生。 

 

利用双触发器寻找一个脉冲 

 

最近硬碟机设计提供有用的对称双触发系统。在每个写入周期(WE),设计读取/写入电路,以便能够执行写入32个脉冲,图2说明较长周期与个别脉冲写入资料之关系。 

 

在这个新兴设计中,有些周期可能产生一个额外的脉冲。虽然无法预测第33脉冲何时发生,但是有些采集第33脉冲的方法,可以容易辨认其她系统的相关事件。 

 

一个更理想的解决方案是,仅当第33脉冲发生时才能触发启动,这种方式的优点是萤幕上将会自动显示想要锁定的脉冲周期,免除繁琐的手动卷取搜寻,当然也将会储存触发前后的相关资料,但可确保第33脉冲发生时才能触发启动。 

 

磁碟机设计者设定一个相依触发器,其写入脉冲的正向前缘(Positive-going)扮演A启动器事件,而负向后缘(Negative-going)变为重新设定的条件。经由A触发,时延计数器将会计算脉冲数。当出现第32脉冲时,它会促使B触发器监视第33脉冲。当检测出特定的脉冲频宽时,B系统将会触发;如果这种情况发生时,数字示波器将会触发并纪錄资料,假如没有发生第33脉冲时,重新设定A触发,并重新开始全部程序。电路逻辑设计错误造成第33脉冲产生异常,设计者现在可以缩小除错的范围。 

 

有效检测通道对通道偏移数字示波器为监控偏移之强大工具 

 

许多序列通讯技术从单一通道序列传输架構开始,然后发展至多通道同步传输,以便高速传送资料。这些通道设计并非如同并列汇流排哪样保持同步,因为这些资料会在目的元件内重新组合,而且序列连结网路资料传输封包之间,所容许的延迟偏移是有限制的。如果不能符合这个限制,这也就是所谓的「通道违反」。 

 

而且,全功能双触发系统数字示波器是观测监控偏移变化的强力工具。观看图3的例子,该设计为偏移测量通过失败檢测(在视窗时间8ns内),设定过程如下: 

 

.A事件在通道0是一个逗号字元,因为它有一个可预测的脉冲频宽,使用频宽触发格式能够检测逗号字元。 

 

.B事件在通道1是一个逗号字元,由B系统定义的频宽触发器来采集。 

 

.A与B触发器间的延迟设定为16.8ns做为测试规格,这个成为锁定视窗之「早期」临界值。 

 

.时间设定值为24.8ns,也就是汇流排标准公差,这个是其她视窗之临界值。 

 

本设计中如果检测出A事件时,则通道1偏移量介于16.8ns与24.8ns之间时,此时B触发器将会正式启动。如果在24.8ns时限内无法检测出B事件时,则数字示波器将重新设定A触发器,并且开始搜寻新的周期,图3为采集显示两通道之间的偏移为19.8ns。 

 

快速检测信标宽度错误 

 

现在的高速串列信号大多以封包的形式传送,所以无法以传统的併列汇流排的多通道方式来设定触发条件。全功能A与B触发系统数位数字示波器能够解决这些测量问题,图4显示采集设定检测信标长度错误。 

 

A事件触发器设定检测信标封包标头的「逗号」字元(8Bit/10Bit,K28.5),因此使用宽度触发格式。有效A事件之定义为「逗号」字元5个二位元的1或0之全部宽度。 

 

A-B延迟时间设定为「正确」信标最大宽度,因此,B触发器等到延迟时间终了时,才开始评估其条件,这段期间信标处于等待状态。 

 

B事件触发器设定为过时,其定义为一段期间并无发生改变转换,换言之,也就是无信号状态。当不应产生信号期间,假如被检测出信号时,则将会启动B触发系统。 

 

重新设定条件以时间表示,其定义为锁定的测量期间。本例中,其设定值为3.0ms,它的主要角色是使A触发系统重新开始另一个采集。透过触发器逻辑条件,数字示波器能够容易检测出信标宽度错误,并显示设计问题。 

 

总而言之,这些应用实例均是依赖于两个功能强大以及对称性的触发系统共同发挥功能的结果,它们也显示弹性双重式的触发系统如何成为功能强大的工具,以监控今日快速数位工具,以及面临复杂的相依环境产生信号与错误。现代双对称A与B触发系统数位数字示波器,正克服这些艰难的测量挑战。
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