体验新一代测量与测试仪器.ppt

1、体验新一代测量与测试仪器 提升信号测量与电路分析水平 -AFG3000/DPO4000体验与实践,交流议程,工欲善其事，必先利其器 熟悉您的DPO4000和AFG3000 示波器基本测量功能 使用示波器自动波形参数测量功能 如何精确测量脉冲参数 体验WaveInspector 如何捕获大占空比信号 如何使用WaveInspector查找感兴趣的信号细节 如何使用WaveInspector查找电路中的故障 如何用好示波器的触发功能 新一代示波器作为潜入系统调试工具-串行总线译码,熟悉你的DPO4000数字荧光示波器,熟悉屏幕显示,熟悉新的演示板,连接演示板,认识你的AFG3000 前面板,回到主

2、菜单按钮,软功能按钮,波形函数选择按钮,运行模式选择按钮,杂项菜单,数字键盘,波形参数选择按钮,认识你的AFG3000 前面板,电源开关,USB接口（U盘）,通道1 和通道2 信号输出,触发输出信号,外触发输入,认识你的AFG3000 按钮和显示,认识你的AFG3000 按钮和显示,认识你的AFG3000 显示屏幕,示波器基本测量,使用示波器自动波形参数测量功能 如何精确测量脉冲参数,精确测量信号峰-峰值 100 ns转换至少要求 50 MS/s的取样速率 单次采集的记录时间与记录长度直接成正比,计算记录长度,为同时查看 50 Hz 线路信号 (一个周期)，和 100 ns (8个样点/边沿)

3、 边沿的PWM信号 每条通道2MB记录长度 、1.25GSa/s取样速率的示波器可以满足这一要求,长存储示波器应用,在后面的实验我们将进行一个大占空比的脉冲测试 信号特征：为单脉冲串，每个脉冲的宽度为几十个纳秒，脉冲间隔为1秒 我们可将该信号理解为激光脉冲串、雷达脉冲、数据串等 在该类型的测试中我们经常需要捕获完整的脉冲特征并测量两个脉冲或脉冲群之间的时间间隔,100ns,100ms,使用示波器长存储,按下AFG3000 Default选择Pulse并在运行模式处选择Burst 将脉冲宽度设为 100ns 选择1个周期,按下更多1/2 将触发间隔改为100mS 在DPO4000上按下Autos

4、et,将时基设为1us/div观察此时的脉冲波形 将时基设为40ms/div,按下Intensity使用Multipurpose a将波形亮度调整为100%,观察此时的屏幕状况 按下Acquire分别选择记录长度100K、1M、10M分别比较此时屏幕状况 在10M状态下按下Run/Stop，按下Cursors使用光标测量两个脉冲间的时间间隔 使用Pan-Zoom将波形脉冲放大,使用示波器长存储,体验Wave Inspector,专用前面板控制功能： 缩放 平铺 播放 / 暂停 设置 / 清除标记 在标记之间导航 搜索和标记 强制外圈反馈 旋转得越远，速度越快 反向旋转旋钮，改变方向或减慢速度

5、异常直观 大大改善了几乎每个客户都会关注的操作便捷性!,利用Wave-Inspector进行数字系统查障新的应用提出了新的测试要求,并行总线 PCI,DDR 抖动和定时 时钟抖动 数据抖动 传输延时 并行数据 多通道眼图测试 建立保持时间 调试 建立保持时间违规 总线竞争 亚稳态,串行总线 PCI-E,XAUI,FC,USB 抖动和定时 时钟抖动 数据抖动 串行数据 眼图/实时眼图 预加重/去加重 跳变位眼图 非跳变位眼图 BER 调试 Rj Dj 抖动分析和分离,利用Wave-Inspector进行数字系统查障Signal Integrity 信号完整性,SI（SIGNAL INTEGRIT

6、Y），即信号完整性，是近几年发展起来的新技术。 SI解决的是信号传输过程中的质量问题，尤其是在高速领域，数字信号的传输不能只考虑逻辑上的实现，物理实现中数字器件开关行为的模拟效果往往成为设计成败的关键。,1,0,0,0,1,1,Logic Signal,+5 Volt Supply,Ground,Text-Book View of Digital Signals,Logic Signal,+5 Volt Supply,Ground,Real View of Digital Signals (analog),SI：新概念，旧方法,SI应用的是传统的传输线、电磁学等理论，以及复杂的算法，解决以下几

7、个方面的问题： *反射； *串扰； *过冲、振铃、地弹、多次跨越逻辑电平错误； *阻抗控制和匹配 *EMC； *热稳定性； *时序分析 *芯片封装设计； 。,影响信号完整性的因素,在高速情况下，传输线用分布参数的模型考虑 影响信号完整性的因素： PCB层设置、PCB材料影响传输线特性阻抗等 线宽、线长、线间距在高速、高密度PCB设计中的影响 温度、工艺等对设计参数的影响 器件工作频率、速度、驱动能力、封装参数等对信号质量的影响 多负载拓扑结构的影响 阻抗匹配 、负载 电源、地分割 趋肤效应 回流路径 接插件 过孔 电磁辐射 。 可见，信号完整性设计的考虑因素是多方面的，设计中应把握主要方面，减

8、少不确定性，以下是一些常见的信号完整性现象及其产生的原因简析：,利用Wave-Inspector进行数字系统查障,假设一时钟信号每500个时钟周期出现一次毛刺等异常故障 我们可以将该信号理解为SI的问题，比如：阻抗不匹配，端接，反射导致的时钟信号毛刺 如何有效的使用示波器隔离并观察到该问题 若我们采集的时钟周期远大于500个时钟周期，如何确保示波器捕获隐藏其中的所有异常，并能够迅速的对其定位以及有效的放大其细节,利用Wave-Inspector进行数字系统查障,您了解Wave-Inspector吗？ 随着在每一代示波器中的记录变得越来越长，查看一次采集中捕获的所有数据所需的时间也变得越来越长。

9、我们现在要处理几百万点的记录长度，代表着几千屏的信号活动。例如，以5GS/s 速率捕获2 ms 的100 MHz 信号要求1000 万点的记录(2 ms 除以200 ps 取样间隔)。即使在较低的频率上，仍有许多应用要求长记录。捕获一帧NTSC(1/30秒间隔的两个场，取样速率为100 MS/s，以解析所有亮度信息)要求300 多万点(33 ms 除以10 ns)。在1Mb/sCAN 总线上捕获几秒的总线业务，诊断机电系统中的问题，可能要求1000 万点，以充分进行解析。这些应用及各种其它应用已经推动、且将继续推动对更长、更详细的数据捕获窗口的需求。作为类比，想象一下如果没有喜欢的搜索引擎、网

10、络浏览器或收藏夹的帮助，却想找到您要找到的东西，这有点象大海捞针。直到现在，这一直是示波器用户在长记录长度示波器中所面临的问题。很明显，旧的解决方案不再能够奏效。,Wave-Inspector,按Arb函数，按Edit按钮 “读出自。” 选择“USB” 读取“Runt1” 信号，（内有幅度异常的时钟信号） 将AFG3000信号频率设为2KHz,Wave-Inspector,Wave-Inspector,按下Acquire选择记录长度为1M 将时基设为200us/div 按下Search，选择搜索为开 并选择将触发设置复制到搜索 旋转Pan-Zoom观察白色标记处波形 使用观察屏幕波形 Sear

11、ch 菜单中还包括另外两个强大的、节约时间的功能：能够把触发设置复制到搜索中，及把搜索设定值复制到触发中。在希望搜索采集结果，查看捕获的数据中是否有其它触发事件发生时，可以把当前触发设定值复制到搜索菜单中。而当已经在数据中发现事件，想使用该事件作为触发标准重新采集新数据时，则可以把搜索设定值复制到触发菜单中。,Wave-Inspector,利用Wave-Inspector进行数字系统查障,现代数字示波器可以捕获海量数据，这既是好事，也是坏事。您想要所有数据，正因如此，您需要使用示波器。但直到现在，在庞大的数据中找到所需的数据不亚于大海捞针，是一个非常耗时麻烦的过程。配有Wave Inspect

12、or的DPO4000系列为您提供了所需的功能，可以高效地满足您的需求，而这种效率是以前的示波器所不能想象的。,WaveInspector- 搜索建立保持触发,示波器Ch1探头接测试板FF Clock Ch2探头接D Input 示波器记录长度设为1M 时基设为40us Stop波形 打开搜索功能 建立时间设为800ps 保持时间4ns,示波器高级触发功能的使用,Runt 幅度异常脉冲触发 脉冲宽度触发 上升下降时间触发 建立保持触发 逻辑触发,示波器高级触发功能的使用- Runt触发,示波器Ch1探头接测试板R. ANOM信号 示波器记录长度设为1M Autoset 触发类型选择Runt 设置

13、高低电平阈值,I2C的包头,I2C的包起始信息- SCL为高时，SDA发生从高到低的翻转,示波器高级触发功能的使用- 捕获I2C包头,确认I2C灯亮 示波器Ch1探头接测试板SCLK Ch2探头接SDA Autoset 按触发菜单进入逻辑触发 定义阈值为50% 定义输入中时钟为Ch2，Ch1为高,串行总线译码,低速串行总线调试I2C译码,I2C采用分开的时钟线和数据线，您可以使用时钟作为参考点。但是，您仍需要找到消息开头(数据变低，时钟为高)，手动检查和记下每个时钟上升沿上的数据值，然后把各bit 位整理成消息结构。在长采集中解码一条消息就会需要几分钟时间，而您不知道这是不是实际要找的消息。如

14、果不是，您需要在下一条消息上重新开始这一麻烦的、容易出错的过程。最好只触发查找的消息内容，但多年来示波器的逻辑分析仪上使用的状态触发和码型触发并不能发挥作用。它们是为了考察多条通道中同时发生的问题设计的。为处理串行总线，其触发引擎深度必需有几千种状态(每个bit位一个状态)。即使存在这种触发功能，但为所有这些bit位逐个状态编程也不是件好玩的事。必须找到一种更好的方式！,I2C译码,连线： I2C总线 确认DEMO板上I2C总线等亮,I2C译码,恢复出厂设置 default 打开通道2，通道1，2的刻度都为2V/格 设置触发点平为2V 调整通道1，2的位置到观看舒服 水平刻度设置为20ms/格

15、 记录长度设置为1M,I2C译码,串行总线解码和触发 捕获一系列的I2C总线，时基在20ms/格 Zoom 100倍 按B1按钮，选择I2C， 定义输入 设置门限 按Event Table 事件表，观察时间表的意义 按“触发” “总线” - I2C 触发打开 - 地址 - 76或50 “方向” 选择 写 - single运行 现在我们捕获到的是向地址编号为50的设备写数据的操作,I2C译码,I2C 搜索 按搜索按钮 搜索总线地址为76 的事件 搜索到结果后，拷贝搜索条件到触发 在单次触发运行找这个事件,I2C译码,DPO4000 系列数字荧光示波器串行触发和分析,仅仅解码是不够的还要 触发分组级内容 搜索和标记分组级内容 事件表,I2C,CAN,SPI,I2C译码总结,DPO4000 强大的I2C 触发还包括许多其它功能： Start - 在SDA 变低、SCL 为高时触发。 Repeated Start - 在没有上一个停止条件下发生开始条件时触发。这通常是主设备发送多条消息、而没有释放总线时发生的情况。 Stop - SDA 为高、SCL 为高时触发。 Missing Ack - 从设备通常配置成在每个地址和数据字节后发送确认