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應對測量挑戰的示波器演進(jìn)

作者： 時(shí)間：2012-11-01 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏


變化的帶寬要求

PC技術(shù)的迅速發(fā)展對工程師開(kāi)發(fā)非計算應用的嵌入式系統產(chǎn)生極為重要的影響。在各式各樣的數字硬件設計中，工程師當前所采用的技術(shù)是復雜和昂貴的。這一趨勢已產(chǎn)生對"工程師改錐"新的要求，而幾年前尚無(wú)人提及這些要求。由于接納PC技術(shù)進(jìn)步，工程師需要能調試串行數據總線(xiàn)，因而需要增加示波器帶寬。增加帶寬的需要受到嵌入式處理器存儲器系統增加速度的驅動(dòng)。例如幾年前僅能在最高性能計算機系統中看到的200MHzSDRAM存儲器系統，現在已用到嵌入式系統中。

圖4是EmbeddedSystemsProgramming和 EE Times在2004年度嵌入式市場(chǎng)調查中，所報告嵌入式系統使用存儲器的情況。由圖中的數據分布可看到與系統中所使用主處理器的情況極為吻合。工程師設計8bit和16bit處理器基系統時(shí)使用511k或更低的存儲器。在設計32bit處理器基或FPGA基系統時(shí)使用32M或更高的存儲器。

佳工機電網(wǎng)

為查找這些大存儲器故障，工程師需要有帶寬高于500MHz的示波器。200MHz時(shí)鐘將超出500MHz示波器的波形良好復現范圍。按照老的經(jīng)驗法則，示波器帶寬只有比所測信號的基頻高4倍，才能保持波形的真實(shí)性。因此為精確測量200MHz時(shí)鐘的當前SDRAM技術(shù)，工程師需要用800MHz帶寬的示波器。

對持續采樣速度的要求

這些更高系統所使用的串行數據通信技術(shù)也源于PC技術(shù)。之所以采用串行總線(xiàn)，是因為它們已在PC世界中得到驗證，并導致價(jià)格的下降。圖5表明超過(guò)70%的嵌入式系統開(kāi)發(fā)者會(huì )考慮采用，或已經(jīng)采用某種類(lèi)型的串行總線(xiàn)，把它作為系統部件間的接口。

佳工機電網(wǎng)

為觀(guān)察這些串行總線(xiàn)設計中的關(guān)鍵信息流，工程師需要看到更寬的時(shí)間跨度。此外，用戶(hù)還需要能隔離感興趣的特定事件，這就要求有在串行數據流量中特定地址和數據上的觸發(fā)能力。

傳統淺存儲器DSO可能具有捕獲這些信號的帶寬，但為觀(guān)察整個(gè)數據包調整設置時(shí)，這些示波器不能保持其采樣速度。圖6是作為掃描速度函數的TektronixTDS3054B示波器和AgilentDSO6054A示波器的采樣速度圖。

佳工機電網(wǎng)

隨掃描速度增加而下降的采樣速度直接影響示波器精確顯示包含串行數據包信息的能力。必須以10us/div捕獲10Base-TLAN總線(xiàn)信號，由于淺存儲器示波器為欠采樣，因此不能提供信號內容的詳細信息。更高速度的PCI總線(xiàn)要求1us/div的掃描速度，所以如上所示的TDS3052示波器不能捕獲該總線(xiàn)信號，即使它有更高基本采樣速度的優(yōu)點(diǎn)。

結論

與上一代工程師相比，今天的硬件開(kāi)發(fā)工程師需要用更高的帶寬跟上存儲器和處理器技術(shù)的進(jìn)步；用更多的通道觀(guān)察用以控制系統的所有信號；以及為捕獲串行數據而需要跨寬時(shí)間范圍的持續采樣速度。

Agilent新的6000系列示波器所提供的帶寬能對FPGA基和32bit基系統中的高速信號進(jìn)行精確觀(guān)察。這些示波器的MSO版提供觸發(fā)和觀(guān)察嵌入式系統復雜工作的附加通道。由于有高達8Mpts的存儲器深度，因此這些示波器能捕獲和分析這類(lèi)系統中的串行總線(xiàn)。
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關(guān)鍵詞： 示波器 通道數 帶寬要求

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