混合信號示波器調試數字電路的技巧應用

　　泰克MSO2000、MSO3000和MSO4000系列混合信號示波器不僅提供了泰克示波器的完美性能，還融合了16通道邏輯分析儀的基本功能，包括并行/串行總線(xiàn)協(xié)議解碼和觸發(fā)。MSO系列提供了首選工具，可以采用強大的數字觸發(fā)、高分辨率采集功能和分析工具，迅速調試數字電路。本應用指南重點(diǎn)介紹檢驗和調試技巧，幫助您使用泰克MSO系列更高效地實(shí)現數字設計。

　　同一個(gè)MSO4000數字探頭適配夾上的混合邏輯家族(TTL &LVPECL)門(mén)限設置。上面三條通道是TTL信號，門(mén)限為1.40V;下面兩條通道是LVPECL信號，門(mén)限為2.00 V。

　　設置數字門(mén)限

　　混合信號示波器的數字通道把數字信號視為邏輯值高或邏輯值低，與數字電路查看信號的方式一模一樣。也就是說(shuō)，只要振鈴、過(guò)沖和地電平反彈不導致邏輯跳變，那么這些模擬特點(diǎn)對MSO就不是問(wèn)題。與邏輯分析儀一樣，MSO使用門(mén)限電壓，確定信號是邏輯值高還是邏輯值低。

　　MSO4000系列可以為每條通道獨立設置門(mén)限，適合調試帶有混合邏輯家族的電路。MSO4000在其中一個(gè)數字探頭適配夾上測量五個(gè)邏輯信號，它同時(shí)測量三個(gè)TTL(晶體管-晶體管邏輯)信號和兩個(gè)LVPECL (低壓正發(fā)射器-耦合邏輯)信號。

　　MSO2000和MSO3000系列則為每個(gè)探頭適配夾設置門(mén)限(一組8條通道)，因此TTL信號將位于第一個(gè)適配夾上，而LVPECL信號則位于第二個(gè)適配夾上。

　　定時(shí)采集和狀態(tài)采集

　　主要數字采集技術(shù)有兩種。第一種技術(shù)是定時(shí)采集，其中MSO以MSO采樣率確定的距離相等的時(shí)間對數字信號采樣。在每個(gè)樣點(diǎn)上，MSO存儲信號的邏輯狀態(tài)，創(chuàng )建信號的時(shí)序圖。

　　第二種數字采集技術(shù)是狀態(tài)采集。狀態(tài)采集規定了數字信號邏輯狀態(tài)有效穩定的特殊時(shí)間，這在同步和時(shí)鐘輸入數字電路中十分常見(jiàn)。時(shí)鐘信號規定了信號狀態(tài)有效的時(shí)間。例如，對采用上升沿時(shí)鐘的D觸發(fā)裝置來(lái)說(shuō)，輸入信號穩定時(shí)間在時(shí)鐘上升沿周?chē)?。對采用上升沿時(shí)鐘的D觸發(fā)裝置來(lái)說(shuō)，輸出信號穩定時(shí)間在時(shí)鐘下降沿周?chē)?。由于同步電路的時(shí)鐘周期可能并不是固定的，因此狀態(tài)采集之間的時(shí)間可能并不均勻，這一點(diǎn)是它與定時(shí)采集的不同點(diǎn)。

　　邏輯分析儀同時(shí)提供了定時(shí)采集功能和狀態(tài)采集功能?；旌闲盘柺静ㄆ鲾底滞ǖ啦杉盘柕姆绞脚c邏輯分析儀在定時(shí)采集模式下采集信號的方式類(lèi)似，如圖2所示。泰克MSO系列把定時(shí)采集解碼成時(shí)鐘輸入總線(xiàn)顯示畫(huà)面和事件表，其與邏輯分析儀的狀態(tài)采集顯示畫(huà)面類(lèi)似，在調試過(guò)程中為您提供重要信息。

　　帶色碼的數字波形顯示

　　數字定時(shí)波形看上去與模擬波形非常類(lèi)似，但有一點(diǎn)除外，即它只顯示邏輯值高和低。定時(shí)采集分析的重點(diǎn)通常是確定具體時(shí)點(diǎn)的邏輯值，測量一個(gè)或多個(gè)波形上邊沿跳變之間的時(shí)間。為使分析變得更簡(jiǎn)便，泰克MSO系列在數字波形上用藍色顯示邏輯值低，用綠色顯示邏輯值低，即使看不見(jiàn)跳變時(shí)，用戶(hù)仍能查看邏輯值。波形標記顏色還與探頭色碼一致，可以更簡(jiǎn)便地查看哪個(gè)信號與哪個(gè)測試點(diǎn)對應。

　　數字定時(shí)波形可以分組，建立一條總線(xiàn)。一個(gè)數字信號被定義為最低有效位，其它數字信號表示二進(jìn)制數值的其它位，直到最高有效位。然后MSO把總線(xiàn)解碼成二進(jìn)制值或十六進(jìn)制值。泰克MSO系列還建立一個(gè)事件表，把邏輯狀態(tài)顯示為二進(jìn)制值或十六進(jìn)制值。每種狀態(tài)都帶有時(shí)間標記，簡(jiǎn)化了時(shí)序測量工作。

　　泰克MSO系列使用時(shí)鐘輸入格式或非時(shí)鐘輸入格式解碼并行總線(xiàn)。對時(shí)鐘輸入解碼，MSO確定指定作為時(shí)鐘的信號的上升沿、下降沿或兩個(gè)沿上總線(xiàn)的邏輯狀態(tài)。這意味著(zhù)只顯示總線(xiàn)上有效的跳變，而不包括數據無(wú)效時(shí)發(fā)生的任何跳變。對非時(shí)鐘輸入解碼，MSO在每個(gè)樣點(diǎn)上解碼總線(xiàn)，顯示總線(xiàn)上的每個(gè)跳變。在MSO使用時(shí)鐘輸入解碼時(shí)，解碼的總線(xiàn)顯示畫(huà)面和事件表與邏輯分析儀的狀態(tài)顯示畫(huà)面非常類(lèi)似。由于總線(xiàn)解碼是采集后流程，因此您可以在分析過(guò)程中靈活地改變解碼格式。