【導(dǎo)讀】示波器是工程師必備工具，用來(lái)幫助工程師快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。近幾年，伴隨測(cè)試信號(hào)頻率越來(lái)越快，需要調(diào)試的信號(hào)類型越來(lái)越多，嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜的趨勢(shì)，作為工程師的調(diào)試伙伴，示波器的功能與效率需求也在不斷的提升。
泰克與百余位工程師溝通了解他們的調(diào)試工作習(xí)慣后，可以總結(jié)出一套完整的調(diào)試工作流程，讓我們一起看一看如何充分利用新一代示波器對(duì)復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行快速，準(zhǔn)確，高效的調(diào)試。
第一階段：測(cè)試準(zhǔn)備
選擇正確的示波器與探頭，不僅僅是嵌入式信號(hào)調(diào)試的第一步也是進(jìn)行所有測(cè)試的第一步。大部分情況下，測(cè)試信號(hào)并非直接導(dǎo)入示波器，而是通過(guò)探頭來(lái)連接。示波器的選擇，要根據(jù)測(cè)試信號(hào)的速率、幅值、波形等特點(diǎn)選擇您測(cè)試所需的帶寬、采樣率及記錄長(zhǎng)度。
探頭選擇也尤為重要，可靠豐富的探頭是測(cè)試的保證。首先，通過(guò)選擇不同類型的探頭擴(kuò)展系統(tǒng)測(cè)試信號(hào)類型，如電壓、電流、邏輯信號(hào)、光電信號(hào)、射頻信號(hào)等等；其次，連接便捷性。示波器探頭有各種連接方法，鉤子，夾子，鉗口，探針等等，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)測(cè)試點(diǎn)的輕松連接；第三，信號(hào)保真度。探頭接入被測(cè)電路，會(huì)對(duì)原始電路有一定程度的影響，所以對(duì)于某些測(cè)試電路需要特定的阻抗配合。如高頻信號(hào)一般要求50歐姆阻抗，視頻信號(hào)要求75歐姆阻抗，很多的電源信號(hào)需要高達(dá)幾M甚至幾十M的高阻才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)試。
第二階段：發(fā)現(xiàn)異常
什么樣的信號(hào)稱之為異常？幅值異常、脈寬異常、有毛刺等等，總而言之區(qū)別于正常信號(hào)的都可以稱為異常信號(hào)！不定時(shí)的出現(xiàn)異常信號(hào)更是給工程師的測(cè)試工作雪上加霜。
在受訪的工程師中，90%的人表示，在使用示波器進(jìn)行信號(hào)調(diào)試時(shí)，捕獲異常信號(hào)是最難的，尤其是偶發(fā)的異常信號(hào)，他們希望示波器廠家能針對(duì)性設(shè)計(jì)功能幫忙解決這個(gè)問(wèn)題。
泰克新一代示波器的兩個(gè)功能可以快速發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)。第一“Fast Acquision”快速捕獲功能。這個(gè)功能可以使示波器波形捕獲率能大大提升，最高實(shí)現(xiàn)捕獲50萬(wàn)次波形/秒，發(fā)現(xiàn)快速異常信號(hào)概率提升100倍。以下是測(cè)試對(duì)比圖。
無(wú)限余暉功能，打開(kāi)該功能示波器將探頭接入的波形在示波器屏幕上留下一個(gè)痕跡，保持時(shí)間可以用戶自定義，最長(zhǎng)可以是無(wú)限時(shí)間。除了留下痕跡，還有一個(gè)好處，圖形可以進(jìn)行色溫區(qū)別顯示，暖色調(diào)如紅色是說(shuō)明該區(qū)域波形重復(fù)次數(shù)多，冷色調(diào)如藍(lán)色代表的是該區(qū)域波形出現(xiàn)次數(shù)少，輕松分辨異常及正常信號(hào)。
無(wú)線余暉，一鍵開(kāi)啟，無(wú)需設(shè)定觸發(fā)條件，余暉保持時(shí)間自定義，最長(zhǎng)可以無(wú)窮大時(shí)間保持，解放工程師雙手，輕松查看和測(cè)量異常信號(hào)波形特征。
第三階段：捕獲異常
不同的測(cè)試場(chǎng)景都有不同特征的信號(hào)需要捕獲，特殊異常信號(hào)捕獲需求變得越來(lái)越多，這就需要工程師有足夠的經(jīng)驗(yàn)設(shè)定不同的觸發(fā)方法，捕獲自己想要的信號(hào)。
示波器的高級(jí)觸發(fā)功能，可以幫助工程師實(shí)現(xiàn)設(shè)定不同觸發(fā)方式捕獲異常信號(hào)。泰克示波器不斷增強(qiáng)觸發(fā)功能以滿足信號(hào)捕獲需求。 如新一代示波器MSO5系列提供如邊沿、脈寬、欠幅、邏輯、窗口等24種觸發(fā)方式（包含14個(gè)是數(shù)字通道及總線觸發(fā)）滿足日常信號(hào)捕獲的需求。
觸發(fā)得到異常信號(hào)，如何捕獲？捕獲能力又是對(duì)示波器的一大考驗(yàn)。示波器的記錄長(zhǎng)度及分段存儲(chǔ)功能是考量示波器捕獲能力的重要因素。泰克新一代示波器記錄長(zhǎng)度基本在幾十M點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)高采樣長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)捕獲。
推薦兩個(gè)捕獲信號(hào)非常有用的功能：欠幅觸發(fā)，分段存儲(chǔ)。
欠幅觸發(fā)。幅值異常，慣用的邊沿觸發(fā)功能能解決一些問(wèn)題，但是對(duì)于某些隱藏在連續(xù)的幾個(gè)脈沖里的幅值異常信號(hào)就非常困難（因?yàn)檎Ｐ盘?hào)符合邊沿觸發(fā)條件）。“欠幅觸發(fā)”，它是針對(duì)幅值異常的信號(hào)設(shè)定的，可以設(shè)定高低兩條電平線，只要幅值在兩條線之間就能觸發(fā)，大大準(zhǔn)確定位了需要的波形，當(dāng)然這個(gè)觸發(fā)條件還支持對(duì)脈沖設(shè)定符合的條件，可以更靈活的捕獲特定波形。 這個(gè)功能很大程度應(yīng)用在邏輯信號(hào)調(diào)試，因?yàn)檫壿嬓盘?hào)高低電平靠閾值來(lái)判定，這樣幅值異常很容易引起高低電平判定及解碼錯(cuò)誤，是真正混合信號(hào)調(diào)試的利器。
分段存儲(chǔ)。長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度，好處非常明顯，同樣的采樣率可以連續(xù)捕獲更長(zhǎng)時(shí)間波形，或者同樣的波形時(shí)間，可以設(shè)置更高采樣率采集。“分段存儲(chǔ)”最大化利用記錄長(zhǎng)度，可以連續(xù)捕獲滿足觸發(fā)條件多個(gè)波形，從而進(jìn)行分析異常信號(hào)出現(xiàn)的周期，是否每次信號(hào)特征都相同，支持高達(dá)5萬(wàn)次波形采集。
第四階段：搜索信號(hào)
長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度示波器有很多好處，但是也帶來(lái)一些問(wèn)題，如以前工程師一次捕獲就是幾個(gè)、幾十個(gè)周期的信號(hào)，所以花費(fèi)幾分鐘也就可以分析完成，但是現(xiàn)在示波器記錄長(zhǎng)度提升了幾萬(wàn)倍，也就意味著可能會(huì)一次性捕獲幾萬(wàn)個(gè)周期的波形，工程師一次捕獲可能需要花費(fèi)半個(gè)小時(shí)或者更長(zhǎng)時(shí)間用于查找自己需要的波形。效率低，浪費(fèi)工程師的時(shí)間。
大家都知道上網(wǎng)使用搜索功能可以大大提升效率，找到自己感興趣的頁(yè)面或者信息。 這里介紹一種示波器的“搜索”功能。簡(jiǎn)單的講，觸發(fā)后捕獲一段時(shí)間的波形，可以通到“搜索”設(shè)置條件，快速定位和標(biāo)識(shí)滿足條件的波形位置，這樣就可以針對(duì)性的查看該位置波形，從而大大提升效率。
如果通過(guò)眼睛查看多達(dá)幾千上萬(wàn)的波形，是非常辛苦的，且非常容易導(dǎo)致人為的漏失。 分析信號(hào)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。提供波形列表，能幫助進(jìn)行分析信號(hào)出現(xiàn)的周期，從而得到信號(hào)出現(xiàn)的規(guī)律，如串?dāng)_等。
第五階段：信號(hào)分析
示波器都具有基本的測(cè)量功能，可以幫忙用戶進(jìn)行快速的自動(dòng)測(cè)試，如基本的幅值，頻率，周期等參數(shù)。但是現(xiàn)在因?yàn)樾盘?hào)越來(lái)越復(fù)雜，很多工程師希望能實(shí)現(xiàn)信號(hào)自定義測(cè)試，如指定波形位置測(cè)量，測(cè)量不僅只了解參數(shù)還希望能了解多周期的變化趨勢(shì)，分布等信息。
示波器可以提供更加高級(jí)的自動(dòng)測(cè)量功能，支持多達(dá)36種自動(dòng)測(cè)試參數(shù)。并且支持測(cè)試項(xiàng)目的趨勢(shì)圖測(cè)試和直方圖顯示。
支持Gate 選通功能，用戶可以通過(guò)光標(biāo)自行指定自動(dòng)測(cè)試波形的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)靈活測(cè)量。測(cè)試項(xiàng)目支持趨勢(shì)圖顯示，可以顯示頻率，周期，幅值等隨周期的變化，從而幫忙工程師快速，準(zhǔn)確，靈活的進(jìn)行深度分析。
支持光標(biāo)測(cè)試，用戶客戶指定對(duì)屏幕不同波形之間在幅值和時(shí)間的相關(guān)測(cè)試。
示波器也支持很多高級(jí)分析功能，如電源分析軟件、抖動(dòng)及高級(jí)眼圖功能測(cè)試，高速信號(hào)如以太網(wǎng)、USB、DDR、MIPI等一致性測(cè)試。
隨著科技的進(jìn)步，新技術(shù)被廣泛應(yīng)用，對(duì)測(cè)試儀器行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。作為最傳統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)示波器也必須與時(shí)俱進(jìn)，為出現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)調(diào)試的五個(gè)階段：測(cè)試準(zhǔn)備，發(fā)現(xiàn)異常，捕獲異常，搜索信號(hào)，分析信號(hào)的難題，推出高效的，有針對(duì)性的功能，輕松解決調(diào)試過(guò)程中的各種挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)更快，更準(zhǔn)，更可靠的調(diào)試。
推薦閱讀：
