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轻松了解示波器的技术原理

2020.12.07
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qi

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  根据示波器波形显示进行串行总线手动解码既耗时又容易出错。在这一相对简单的I2C信号中,可能有问题存在。您能轻松找到这个问题吗?甚至还能说出该信号代表什么吗?要对该数据包进行手动解码,需寻找到包头、数据位及包尾。利用时钟状态(黄色)对所有数据信号状态(蓝色)进行对照确认,然后将其转换为十六进制数值。

  示波器.jpg

  在此将手动解码与自动解码示例进行比较。只需定义时钟和数据处于哪些通道上以及定义用于确定逻辑值(“1”和“0”)的阈值,就可以让示波器获悉正通过总线传输的协议。在一瞬间,就可对串行数据进行解码并将其显示出来,说明总线波形显示中的起始位、地址位、数据位和结束位。对I2C总线而言,地址值和数据值能够以十六进制方式显示,或以二进制方式显示。

  需测量回波损耗(Sdd11)或插入损耗(Sdd21),但却没有TDR或VNA,怎么办?您可用高带宽示波器进行一些近似于网络分析的测量,尽管这样做好像有些超出其使用范围,而且肯定有某些局限。传统的频率响应时间测试涉及对快脉冲的测量以及对响应FFT的查看。除这种测量外,您还可以通过一些相当基础的设置来测量回波损耗和插入损耗。

  大型LCD屏幕还可用作什么呢?可以肯定的是,您可以在示波器上观看信号完整性分析指南,但更令人高兴的是,您还可以观看近的电影(但是还不能观看3D视频)。

  您是否需要用高带宽示波器测量低频信号但又不想有高频噪音?许多示波器都具有数字信号处理功能,可进行滤波,包括低通滤波。下一次,您想在您12GHz示波器上测量100MHz时钟时,可使用带宽限制功能,以得到更佳的信噪比和更的测量值。

  数字示波器早已具备FFT功能。随着雷达和其他宽带RF系统进入数字领域,现在示波器已具备瞬态或宽频带宽RF信号分析功能。您可以对无外部降频转频器的宽带雷达、高数据速率卫星链路或跳频通信系统执行脉冲分析、数字解调和EVM测量。

  大部分示波器的A/D分辨率为8个比特。用不同的采集模式,可按如下所述,通过求相邻采样的平均值来提高垂直分辨率。那么,通过求平均值和采用高分辨率模式可将分辨率提高多少呢?理论上讲,增加值为0.5Log2N,其中N为相邻采样的平均数。

  实际情况是,2个字节的存储深度限制了这一增加。两个字节为16位。保留其中一位作为符号位,剩余的15位用作数据数值。舍入误差使第14位和第15位成为随机值,从而使实际限值变为13位。因此,改善可从约六个有效位开始,用高度过采样时可增至约13位。


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