【360度看新一代示波器】係列之四:最大化內存使用率且保證波形細節
發布時間:2019-11-14 責任編輯:wenwei
【導讀】複雜係統的調試和驗證麵臨許多測試技術挑戰,包括捕獲和可視化多個不頻繁或間斷出現的事件,如串行數據包、激光脈衝和故障信號。為了準確測量和表征這些信號,必須在長時間內高采樣率捕獲它們。
示波器的(de)默(mo)認(ren)采(cai)集(ji)模(mo)式(shi)因(yin)為(wei)其(qi)有(you)限(xian)的(de)記(ji)錄(lu)長(chang)度(du)會(hui)強(qiang)製(zhi)在(zai)采(cai)樣(yang)率(lv)和(he)捕(bu)獲(huo)時(shi)間(jian)進(jin)行(xing)妥(tuo)協(xie)。使(shi)用(yong)更(geng)高(gao)的(de)采(cai)樣(yang)率(lv)可(ke)以(yi)更(geng)快(kuai)地(di)填(tian)充(chong)儀(yi)器(qi)的(de)內(nei)存(cun),減(jian)少(shao)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)的(de)時(shi)間(jian)窗(chuang)口(kou)。相(xiang)反(fan),捕(bu)獲(huo)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)數(shu)據(ju)通(tong)常(chang)是(shi)以(yi)犧(xi)牲(sheng)水(shui)平(ping)時(shi)間(jian)分(fen)辨(bian)率(lv) ( 采樣率 ) 為代價的。
分段存儲架構
FastFrameTM 分段存儲允許將內存分割成多幀。每一幀的記錄長度與啟用 FastFrame 模式之前相同,最大幀數為儀器的最大記錄長度除以一幀的記錄長度。 yizhidingdecaiyanglvchufacaijibingtianchongmeiyizhen,zhibuhuoganxingqudeboxingbufen。zhexiezhenkeyianzhaotamenbeibuhuodeshunxudanduzhakan,huozhediejiayixianshitamendexiangsixinghechayixing,congershininnenggouqingsongdishenshiboxing,yibianninkeyijiangzhuyilijizhongzaiganxingqudexinhaoshang。

圖 1. 利用 5 係列 MSO分段存儲分割內存,實現以高采樣率捕獲多個脈衝。
圖 1 演示了這種方法,捕獲了 100,000 幀。 使用 5 係列 MSO(使用4係列、6係列MSO是相同的)中的 FastFrame分段存儲器,以 3.125 GS/s 的采樣率捕獲脈衝。FastFrame采集模式的觸發速率可以達到每秒500萬幀 ( 采集 / 秒 ),這比示波器其他的觸發速率都要快得多。

圖 2.所有獲取幀疊加顯示允許快速的視覺比較。
在圖 2中,分段存儲幀被疊加,因此所有的脈衝在屏幕上看起來都是堆疊在一起的。這允許對所有獲取幀進行快速的可視比較。 選定的幀被設置為100,000,波形以藍色顯示在疊加幀的頂部。參考幀和所選幀之間的時間差 (Delta) 顯示在顯示器右側的結果麵板中。
FastFrame分段存儲方法的優點包括 :
● 高 FastFrame 波形捕獲率增加捕獲偶發事件的概率
● 使用高采樣率保證了波形細節使捕捉脈衝的死區時間最小,確保有效利用記錄長度
● 存儲幀可以快速和直觀地進行比較,以確 定是否在疊加顯示中出現異常

圖 3. 5 係列 MSO 分段存儲顯示,顯示平均總結幀信息。
FastFrame 分段存儲支持標準的樣本采集模式、峰值檢測和高分辨率模式。FastFrame 可以在記錄結束時提供一個額外的“摘要”幀zhen。對dui於yu采cai樣yang和he高gao分fen辨bian率lv的de采cai集ji模mo式shi,可ke以yi添tian加jia一yi個ge平ping均jun總zong結jie幀zhen來lai顯xian示shi所suo有you幀zhen的de平ping均jun波bo形xing。對dui於yu峰feng值zhi檢jian測ce采cai集ji模mo式shi,可ke以yi添tian加jia包bao絡luo摘zhai要yao來lai顯xian示shi所suo有you幀zhen中zhong波bo形xing的de最zui大da值zhi和he最zui小xiao值zhi。

圖 4. 顯示 FastFrame 時間戳,在顯示右側的結果麵板中顯示幀 1 和幀 2 之間的時間間隔。顯示頂部的粉紅色時間趨勢柱狀圖, 所有 100,000 個脈衝之間的時間差非常一致。
每(mei)一(yi)幀(zhen)的(de)波(bo)形(xing)隻(zhi)反(fan)映(ying)了(le)事(shi)件(jian)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。在(zai)每(mei)一(yi)幀(zhen)的(de)絕(jue)對(dui)和(he)相(xiang)對(dui)定(ding)時(shi)中(zhong)也(ye)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)信(xin)息(xi)。每(mei)個(ge)觸(chu)發(fa)點(dian)的(de)定(ding)時(shi)都(dou)具(ju)有(you)時(shi)間(jian)戳(chuo)的(de)特(te)征(zheng)。觸(chu)發(fa)器(qi)時(shi)間(jian)插(cha)值(zhi)為(wei)每(mei)個(ge)觸(chu)發(fa)器(qi)時(shi)間(jian)戳(chuo)提(ti)供(gong)了(le)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)定(ding)時(shi)分(fen)辨(bian)率(lv),比(bi)樣(yang)本(ben)間(jian)隔(ge)更(geng)精(jing)確(que),時(shi)間(jian)戳(chuo)以(yi)皮(pi)秒(miao)分(fen)辨(bian)率(lv)顯(xian)示(shi)。雖(sui)然(ran)此(ci)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)可(ke)能(neng)不(bu)適(shi)用(yong)於(yu)單(dan)個(ge)事(shi)件(jian)的(de)絕(jue)對(dui)時(shi)間(jian)戳(chuo),但(dan)在(zai)度(du)量(liang)事(shi)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)時(shi),它(ta)會(hui)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)強(qiang)大(da)。
測試應用案例
案例1:描述間歇事件 - 脈衝波形特征

圖 5. 對間歇脈衝的分段存儲的定時特性。
FastFrame 分(fen)段(duan)存(cun)儲(chu)可(ke)以(yi)為(wei)數(shu)字(zi)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)功(gong)能(neng)。例(li)如(ru),如(ru)果(guo)你(ni)的(de)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)係(xi)統(tong)偶(ou)爾(er)被(bei)中(zhong)斷(duan),用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)來(lai)收(shou)集(ji)定(ding)時(shi)信(xin)息(xi)就(jiu)會(hui)很(hen)困(kun)難(nan)。如(ru)果(guo)您(nin)不(bu)知(zhi)道(dao)事(shi)件(jian)發(fa)生(sheng)的(de)時(shi)間(jian)或(huo)頻(pin)率(lv), 您就無法在正常的采集模式下設置儀器,並確保捕獲所需的信息。
FastFrame 分段存儲器非常適合測試微處理器中斷等間歇性波形。在圖 5的示例中,狹窄的數字脈衝以秒為間隔,使用常規的采集方法,即使使用示波器的全記錄長度,這種脈衝測量的時間分辨率也會很低。 FastFrame 分段存儲捕獲指定數量的脈衝來完成分析,同時消除它們之間的“死區時間”。這節省了內存,同時使您能夠以高分辨率捕獲每個脈衝。如圖 5右邊的測量結果表明 ,脈衝寬度測量的平均值 200.5 ns 和標準差約 49 ps。時間趨勢圖頂部的顯示表明有的脈衝相隔1 秒。
案例2:測量偶發事件

圖 6. FastFrame 平均幀總結提供了一種對不常見的信號 ( 在本例中是嘈雜信號 ) 進行高分辨率測量的方法。
FastFrame 平均幀提供了穩定的波形,可以用於對不常見的、 有噪聲的信號進行測量。如圖 6 所示,捕獲 1000 個噪聲脈衝, 疊加並取其平均值。產生的波形可以測量,提供非常高的時間分辨率脈衝寬度測量噪聲信號。
案例3:解碼突發的串行信號

圖 7. 分段存儲捕獲模擬/數字串行總線信號及每個總線的解碼波形,捕獲總線活動並忽略包之間的死區時間。
分段存儲器可以更有效地利用示波器的記錄長度。在圖7所示,IC 串行總線大約有一半時間處於非活動狀態。使 用 FastFrame keyiyouxiaodishikeyongdejiluchangdujiabei。zaizhegeceshishezhizhong,yigezongxianshiyongmonitongdaobuhuo,lingyigeshiyongshuzitongdaobuhuo,conglianggezongxianjiemadezongxianboxingkeyihenrongyidijinxingbijiao。
chulezaixianshiqishangxianshisuoxuanzhendejiemazongxianboxingwai,shijianchuoshujuhaikeyiyibiaogexingshixianshizaijieguobiaozhong。keyijinyibudelixianfenxihebaogao,zhenggehuoqudejiemazongxianxinxikeyidaochudao . csv 文件。
案例4:比較罕見事件和“標準”參考

圖 8. FastFrame 還可以用來直觀地比較獲得的信號和標準參考波形之間的具體細節。
圖 8中的最後一個示例顯示了存儲 FastFrame“標準”波形參考和 FastFrame 捕獲之間的手動比較。參考信號從一個已知良好的設備中獲取,並加載到參考波形。使用參考波形控件,可以選擇感興趣的特定幀, 然(ran)後(hou)使(shi)用(yong)相(xiang)同(tong)的(de)采(cai)集(ji)設(she)置(zhi)在(zai)另(ling)一(yi)個(ge)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)上(shang)捕(bu)獲(huo)類(lei)似(si)的(de)信(xin)號(hao),可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)幀(zhen)設(she)定(ding)控(kong)件(jian)將(jiang)獲(huo)取(qu)的(de)幀(zhen)與(yu)參(can)考(kao)幀(zhen)進(jin)行(xing)時(shi)間(jian)對(dui)齊(qi),以(yi)便(bian)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)。
利用FastFrame™分fen段duan存cun儲chu模mo式shi提ti高gao內nei存cun使shi用yong率lv且qie保bao證zheng波bo形xing細xi節jie,來lai應ying對dui捕bu獲huo偶ou發fa信xin號hao的de挑tiao戰zhan,可ke以yi以yi足zu夠gou的de采cai樣yang率lv捕bu獲huo多duo個ge事shi件jian,以yi便bian進jin行xing有you效xiao的de分fen析xi,通tong過guo記ji錄lu長chang度du的de優you化hua來lai保bao存cun和he顯xian示shi必bi要yao的de數shu據ju。
推薦閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 從機械執行到智能互動:移遠Q-Robotbox助力具身智能加速落地
- 品英Pickering將亮相2026航空電子國際論壇,展示航電與電池測試前沿方案
- 模擬芯片設計師的噩夢:晶體管差1毫伏就廢了,溫度升1度特性全飄
- 3A大電流僅需3x1.6mm?意法半導體DCP3603重新定義電源設計
- 芯科科技Tech Talks與藍牙亞洲大會聯動,線上線下賦能物聯網創新
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
按鈕開關
白色家電
保護器件
保險絲管
北鬥定位
北高智
貝能科技
背板連接器
背光器件
編碼器型號
便攜產品
便攜醫療
變容二極管
變壓器
檳城電子
並網
撥動開關
玻璃釉電容
剝線機
薄膜電容
薄膜電阻
薄膜開關
捕魚器
步進電機
測力傳感器
測試測量
測試設備
拆解
場效應管
超霸科技




