基礎入手詳解示波器的原理

　　示波器顧名思義是觀(guān)察波形隨時(shí)間變化的儀器，本質(zhì)上，它是一款時(shí)域測量的儀器。從第一臺示波器誕生起，幾十年的發(fā)展，示波器的性能、功能和外表都發(fā)生了跨越式變化，但它始終都是一個(gè)時(shí)域測量?jì)x器。直到2011年8月31

　　示波器顧名思義是觀(guān)察波形隨時(shí)間變化的儀器，本質(zhì)上，它是一款時(shí)域測量的儀器。從第一臺示波器誕生起，幾十年的發(fā)展，示波器的性能、功能和外表都發(fā)生了跨越式變化，但它始終都是一個(gè)時(shí)域測量?jì)x器。直到2011年8月31日，示波器的發(fā)明者泰克公司推出了一款革新性的新類(lèi)型儀器——該新類(lèi)型示波器集示波器和頻譜儀于一體，泰克公司給這種新類(lèi)型示波器命名為混合域示波器，它可以幫助工程師捕獲時(shí)間相關(guān)的模擬、數字和射頻信號，從而獲得完整的系統級觀(guān)測，幫助工程師快速解決復雜的設計問(wèn)題。

　　為什么需要混合域示波器?

　　混合域示波器的推出并非標新立異、搶人眼球，而是市場(chǎng)需求的驅動(dòng)和技術(shù)發(fā)展的要求。近幾年，無(wú)線(xiàn)通信市場(chǎng)飛速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)技術(shù)正開(kāi)始滲透到方方面面。隨著(zhù)WiFi、ZigBee、藍牙、RFID等無(wú)線(xiàn)應用進(jìn)入到日益增多的嵌入式系統中，越來(lái)越多的工程師需要同時(shí)面對數字電路和射頻電路設計，設計工程師必須同時(shí)處理這兩個(gè)領(lǐng)域的問(wèn)題。當前，超過(guò)60%的示波器用戶(hù)還使用頻譜分析儀來(lái)解決擁有無(wú)線(xiàn)功能嵌入式系統的設計問(wèn)題，這要求他們同時(shí)在時(shí)域和頻域下工作。對于這些系統的眾多設計工程師來(lái)說(shuō)，同時(shí)解決射頻和數字信號的測試分析成為了一種新的測試需求。

　　混合域示波器就此應運而生。

　　混合域示波器的革命性能和優(yōu)勢

　　泰克此次推出的混合域示波器MDO4000系列基于其在市場(chǎng)上廣泛使用的MSO4000混合信號示波器平臺。使用MDO4000，工程師能夠用一臺儀器替代示波器和頻譜分析儀。這使他們能夠繼續使用其熟悉的示波器來(lái)觀(guān)察頻域，而無(wú)需尋找和重新學(xué)習頻譜分析儀。

　　同時(shí)，MDO4000遠遠超越了傳統頻譜分析儀的功能，允許用戶(hù)捕獲4個(gè)模擬、16個(gè)數字和1個(gè)RF通道上的時(shí)間相關(guān)模擬、數字和RF信號。RF輸入頻率范圍最高達6GHz并在所有中心頻率提供≥1GHz的捕獲帶寬，比典型頻譜分析儀高100倍。用戶(hù)甚至能夠在同一顯示屏上一次看到多達4個(gè)解碼的串行和/或并行總線(xiàn)。由于實(shí)現了時(shí)間相關(guān)的多域顯示，工程師現在能夠進(jìn)行準確的定時(shí)測量，以了解其設計中的時(shí)域命令/控制事件間的延遲和時(shí)延在頻域上引起的變化。例如，觀(guān)察VCO/PLL啟動(dòng)過(guò)程或者測量跳頻RF信號的躍遷特征現在都變得再簡(jiǎn)單不過(guò)。另外，由于MDO4000能夠提供時(shí)域和頻域時(shí)間相關(guān)的完整系統級觀(guān)測，所以尋找間歇性EMI噪聲和元器件狀態(tài)帶來(lái)的EMI噪聲變得前所未有的容易，而這是目前其他測試設備無(wú)能為力的。

　　該示波器的另一個(gè)創(chuàng )新之處是，MDO4000允許工程師觀(guān)察信號在一次長(cháng)采集中的任意時(shí)刻的RF頻譜，以了解該頻譜隨時(shí)間或元器件狀態(tài)產(chǎn)生的變化。通過(guò)將獨特和正在申請專(zhuān)利的SpectrumTime技術(shù)全面應用于時(shí)域采集，工程師能夠觀(guān)察其采集中任意時(shí)刻的RF頻譜，同時(shí)觀(guān)察其模擬、數字和/或解碼的總線(xiàn)在同一時(shí)刻的情況。同樣，RF時(shí)域跡線(xiàn)被用來(lái)顯示RF輸入信號的振幅、頻率或相位隨時(shí)間的變化。這令特征化調頻、建立時(shí)間和其他系統元器件和活動(dòng)相關(guān)的RF事件時(shí)間變得更加容易。RF時(shí)域跡線(xiàn)與模擬、數字和串行/并行總線(xiàn)解碼波形在同一窗口中顯示，能即時(shí)觀(guān)察器件的工作狀況。

　　除了標準的RF功率電平觸發(fā)以外，可選模塊(MDO4TRIG)還支持將RF功率電平作為基礎的其他觸發(fā)類(lèi)型，使客戶(hù)能夠進(jìn)一步隔離RF事件。用戶(hù)能夠按照具體脈沖寬度進(jìn)行觸發(fā)，或者尋找超時(shí)事件或欠幅脈沖，甚至將RF輸入包括在與模擬和數字通道一起定義的邏輯模式之中。MDO4000允許按用戶(hù)設置的任何條件進(jìn)行觸發(fā)而不受信號的模擬、數字、RF或其任何組合形式性質(zhì)的影響亦屬業(yè)內首創(chuàng )。

　　混合域示波器將改變工程師的工作方式

　　混合域示波器的推出是示波器發(fā)展歷程中的一個(gè)重大突破，泰克公司為此付出了多年的研發(fā)努力，這其中攻克的最大的難題就是將時(shí)域和頻域整合進(jìn)一臺儀器中。據泰克公司透露，在產(chǎn)品正式發(fā)布之前，他們已將產(chǎn)品給一些用戶(hù)試用，其中PrototypeEngineering的所有者、電氣工程師WardRamsdell就是試用者之一，在工作中采用MDO4000后，WardRamsdell表示：“我們第一次能夠同時(shí)觀(guān)測一個(gè)設計中的多個(gè)點(diǎn)，查看系統工作的模擬、數字和RF方面，這幫助我們快速查找設計問(wèn)題和在更高層次更好地了解系統在實(shí)際運行時(shí)的性能。MDO混合域示波器是測試設備領(lǐng)域的一次變革，它將完全改變我們的工作方式。”