利用DS6000波形錄制功能加速調試

　　背景

　　得益于數字技術(shù)和集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，數字示波器憑借其強大的測試能力、穩定的性能和更快捷的數據處理方式在科研生產(chǎn)中得到了越來(lái)越廣泛的應用。通過(guò)示波器觀(guān)察電路關(guān)鍵節點(diǎn)的信號波形可以直觀(guān)地檢查線(xiàn)路工作是否正常，從而驗證設計是否恰當，這對提高設計或產(chǎn)品的可靠性極有幫助。對信號波形的正確分析判斷不僅依賴(lài)于示波器的性能，還取決于工程師的測試方法和經(jīng)驗。然而在某些情況下，由于受到測試條件或環(huán)境的影響，測試方法會(huì )變得非常有限，此時(shí)測試儀器性能的重要性就會(huì )凸現出來(lái)。隨著(zhù)示波器技術(shù)的不斷發(fā)展，現代數字示波器不僅能夠保證帶寬、采樣率、存儲深度等基本指標的優(yōu)越性能，還能夠提供多種便捷的創(chuàng )新功能，從而極大地提高工程師的工作效率，加速調試進(jìn)度。

　　RIGOL DS6000系列示波器擁有5GSa/s采樣率、最高1GHz帶寬以及高達140M采樣點(diǎn)的存儲深度，其波形刷新率最高可以達到每秒18萬(wàn)幀以上。深存儲使得用戶(hù)可以在很長(cháng)的時(shí)間范圍內觀(guān)察到足夠多的波形細節，而高刷新率可以保證示波器捕捉到概率極低的偶發(fā)異常事件，從而為用戶(hù)的調試驗證提供有力的支持。然而，只要是對數字存儲示波器原理有一定了解的讀者都會(huì )明白，存儲深度和刷新率是一組相互制約的關(guān)系。一般而言，在死區時(shí)間一定的條件下，存儲深度越深則波形采集時(shí)間越長(cháng)，從而導致波形刷新率越低;反過(guò)來(lái)波形刷新率越高則要求波形采集時(shí)間越短，因此存儲深度也就越小。DS6000系列示波器利用UltraVision提供的實(shí)時(shí)波形錄制及回放技術(shù)，為用戶(hù)提供了同時(shí)利用深存儲和高刷新率兩方面技術(shù)優(yōu)勢的測試平臺，帶來(lái)了全新的測量體驗。

　　波形錄制功能

　　DS6000系列示波器的實(shí)時(shí)波形錄制及回放功能建立在UltraVision高效的內存管理機制基礎上。該機制將示波器內存平均劃分為若干個(gè)部分，每個(gè)部分稱(chēng)之為一幀，而且每一幀的大小能夠根據用戶(hù)選擇的時(shí)基以及其他條件自適應地變化。當DS6000運行時(shí)，UltraVision會(huì )將采集到的波形依次在內存中循環(huán)往復地保存下來(lái)。在任何時(shí)候用戶(hù)都可以通過(guò)數據分析導航旋鈕WaveFinder回溯內存中的歷史波形?？苫厮莶ㄐ蔚臄盗孔畲罂蛇_到18萬(wàn)幀。得益于UltraVision的強大性能，波形錄制功能并不會(huì )對波形刷新率產(chǎn)生影響。

　　DS6000系列示波器開(kāi)放了存儲深度的不同設置可供用戶(hù)選擇，可選項包括自動(dòng)、14K、140K、1.4M、14M、140M共6檔(單通道)。自動(dòng)是將存儲深度交由UltraVision智能管理，它會(huì )根據用戶(hù)選擇的時(shí)基，通過(guò)特定的算法綜合考慮采樣率和波形刷新率等因素條件計算得到存儲深度，以保證用戶(hù)得到最佳的系統性能。而對于14K等5檔固定存儲深度選擇是開(kāi)放給有經(jīng)驗的示波器使用者以靈活地適應不同的應用場(chǎng)合。需要注意的是，存儲深度模式會(huì )顯著(zhù)地影響波形錄制功能中每一幀的大小，進(jìn)而決定了可錄制的最大幀數。

　　在實(shí)時(shí)波形錄制及回放的基礎上，DS6000示波器還提供了多種針對已錄制波形的分析功能，包括利用Pass/Fail模板分析、基于測量結果的分析等等。通過(guò)對分析條件的適當設置能夠幫助用戶(hù)迅速從海量錄制波形中搜索得到異常波形，并且可以使用WaveFinder旋鈕在波形幀之間任意切換，以幫助用戶(hù)進(jìn)行對比分析。

　　使用波形錄制及回放功能分析異常信號

　　如圖1所示是一個(gè)帶有偶發(fā)異常信號的方波信號，由于異常信號的發(fā)生概率很低，因此通過(guò)波形保持功能將其穩定顯示出來(lái)。