今天，我們介紹了使用示波器找出異常毛刺的原因。異常毛刺、非單調(diào)邊緣和亞穩(wěn)態(tài)信號(hào)是幾種常常困擾工程師、睡眠和食物困難的信號(hào)。我們通常分為三個(gè)步驟來診斷異常：

　　1.觀察和識(shí)別；確認(rèn)異常

　　2.信號(hào)隔離；將異常信號(hào)與良好信號(hào)分離；

　　3.分析和收集；找到導(dǎo)致根本原因的線索（如頻率異常、獨(dú)特的代碼類型或其他標(biāo)志以診斷第一個(gè)異常原因）

　　異常的確認(rèn)和隔離

　　如果你懷疑你的設(shè)計(jì)有異常，你要做的第一件事就是發(fā)現(xiàn)異常，無論是在產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證還是故障分析過程中。

　　圖1顯示了混合在良好信號(hào)中的異常毛刺。毛刺會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)中間歇性操作故障。如果像傳統(tǒng)的數(shù)字存儲(chǔ)示波器一樣使用較慢的波捕獲率（觸發(fā)更新率），則第一步的觀察和確認(rèn)將需要很長時(shí)間。然而，在6萬的幫助下X系列每秒4.5萬波形捕獲率(波形/秒)，可以立即看到這種異常毛刺。在節(jié)省時(shí)間方面，如果使用捕獲率為4.5萬波形/秒的示波器顯示毛刺，可能需要10秒，但如果換成1.0萬波形/秒捕獲率的示波器，顯示同一毛刺需要75分鐘！

　　現(xiàn)在，你已經(jīng)確認(rèn)了毛刺，然后你想把它與一個(gè)好的信號(hào)隔離開來。在現(xiàn)代示波器中使用先進(jìn)的觸發(fā)器是隔離信號(hào)的基本方法。然而，設(shè)置先進(jìn)的觸發(fā)器需要專業(yè)知識(shí)，這個(gè)過程可能非常具有挑戰(zhàn)性，這取決于你試圖隔離異常的復(fù)雜性。X獨(dú)特的硬件系列示波器In?niiScan區(qū)域觸摸觸發(fā)，信號(hào)隔離變得非常簡單，只需在信號(hào)周圍或感興趣的區(qū)域劃定一個(gè)方框，并選擇信號(hào)是否為“必須交叉”或“不得交叉”。示波器只顯示滿足這些限定條件的波形。圖2和圖3使用In?niiScan區(qū)域觸發(fā)隔離我們示例信號(hào)中異常毛刺的示例。因?yàn)?萬XIn?niiScan該區(qū)域觸發(fā)基于硬件，可以通過每秒1.6萬波形的觸發(fā)。相比之下，基于軟件的區(qū)域觸發(fā)每秒只能查看約1萬波形。

　　圖1.快速更新可以更快地捕捉異常毛刺。

　　圖2.設(shè)置此方框In?niiScan區(qū)域觸摸觸發(fā)。

　　圖3.只捕獲和顯示圖2中劃定的方框的交叉波形。

　　收集和深入分析確定毛刺的來源

　　一旦異常被隔離，下一步是收集和分析相關(guān)信息，并試圖找出毛刺的根本原因。使用6萬X多點(diǎn)觸摸屏上的雙光標(biāo)，我們可以快速測量毛刺的大小，在圖4中，毛刺約為圖4中顯示的40個(gè)ns。在了解了毛刺的寬度后，我們現(xiàn)在可以用第二種方法來隔離毛刺。

　　圖4.用雙光標(biāo)確定毛刺大小

　　我們真正想知道的是毛刺是否發(fā)生過很多次，如果是這樣，它會(huì)發(fā)生多少次。在這種情況下，脈寬觸發(fā)是理想的高級(jí)觸發(fā)之一。脈寬觸發(fā)可設(shè)置“大于”，“小于”或“在……之間”脈寬條件工作。圖5所示的脈寬觸發(fā)設(shè)置采用“小于50ns”的脈寬。

　　圖5.設(shè)置脈寬觸發(fā)

　　但是我們怎樣才能找出毛刺發(fā)生了多久呢？分段存儲(chǔ)器為6萬X該系列示波器的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功能可以讓您有選擇地捕獲和存儲(chǔ)重要的信號(hào)活動(dòng)或分段，而不是捕獲瑣碎的信號(hào)空閑時(shí)間。我們?yōu)槊總€(gè)分段提供一個(gè)相對(duì)于第一個(gè)觸發(fā)事件的時(shí)間標(biāo)志。分段存儲(chǔ)器是一個(gè)理想的解決方案，因?yàn)槲覀儜岩擅痰念l率很低，而且有很長的空閑時(shí)間。我們將使用分段存儲(chǔ)器和脈寬觸發(fā)器來找出毛刺發(fā)生了多少次。

　　圖6.分段存儲(chǔ)器捕獲的50個(gè)毛刺。側(cè)欄列表顯示相對(duì)時(shí)間標(biāo)志

　　圖6顯示了捕獲50個(gè)毛刺的結(jié)果。使用滾動(dòng)側(cè)欄事件列表，您可以快速找到每個(gè)分段的時(shí)間標(biāo)志。該列表顯示毛刺是周期性的，每42個(gè)ms發(fā)生一次，或頻率為23.8Hz。

　　換句話說，你可以潛在根本原因是來自信號(hào)源的耦合信號(hào)，頻率約為23.8Hz。

　　同時(shí)，可以進(jìn)一步深入分析分段存儲(chǔ)器和色度分析。當(dāng)色度顯示激活時(shí)，分段存儲(chǔ)器“分段分析”該功能可以重疊所有分段。通過顯示波形的三維定量視圖，色度顯示可以提供特定感興趣事件的頻率，因此找出圖7

　　圖7.分段存儲(chǔ)器的色度分析可以為您正在處理的毛刺提供額外的深入分析

　　異常波形信號(hào)是理想的解決方案。

　　另外，請(qǐng)注意，分段存儲(chǔ)器可以是20GSa/s在2秒內(nèi)捕獲50個(gè)毛刺。傳統(tǒng)的無分段存儲(chǔ)功能示波器需要40個(gè)Gpts采集相同長度的存儲(chǔ)深度(2)sec/(1pt/20GSa/s)=40Gpts)。

　　10位計(jì)數(shù)器/累加器

　　In?niiVision6000X該系列示波器為發(fā)現(xiàn)特定毛刺的頻率提供了另一種選擇，即使用內(nèi)置的10位計(jì)數(shù)器和累加器（選擇）。內(nèi)置的10位計(jì)數(shù)器和累加器可以統(tǒng)計(jì)邊緣數(shù)和“符合觸發(fā)條件的事件”數(shù)量。圖8顯示了脈寬符合觸發(fā)條件的事件頻率。如預(yù)期，計(jì)數(shù)器發(fā)現(xiàn)毛刺的頻率為23.8Hz。

　　圖8.使用10位計(jì)數(shù)器和累加器來確定符合觸發(fā)條件的事件頻率

　　波形捕獲率較慢的示波器可能有丟失寶貴信息的風(fēng)險(xiǎn)，但6萬X系列示波器提供的4.5萬波形/秒的捕獲率可以大大降低。高級(jí)觸發(fā)是一種強(qiáng)大的事件隔離工具，但硬件In?niiScan該區(qū)域?qū)⒂|發(fā)可用性提高到一個(gè)新的高度。In?niiScan區(qū)域觸發(fā)，您可以確保觸發(fā)所有可視事件。

　　在我們的例子中，隔離毛刺后，我們確定可疑耦合信號(hào)的頻率為23.8Hz。我們首先使用分段存儲(chǔ)功能進(jìn)行分析，其時(shí)間標(biāo)志顯示兩個(gè)相鄰毛刺之間的間隔為42ms。我們可以確認(rèn)毛刺是周期性的，因?yàn)榻Y(jié)果在我們捕獲的2秒內(nèi)是一致的。如果我們不使用分段存儲(chǔ)器，我們需要40個(gè)Gpts上述存儲(chǔ)深度的示波器捕獲相同的時(shí)間長度。結(jié)合分段存儲(chǔ)器和色度顯示器，可以識(shí)別低概率的異常波形。作為一種替代的故障診斷方法，我們可以使用10位計(jì)數(shù)器來監(jiān)測觸發(fā)合格事件，并發(fā)現(xiàn)毛刺的頻率為23.8Hz。

　　使用Keysight In?niiVision6000X一系列示波器，你可以加速找出根本原因的過程。45000波形/秒的捕獲率，硬件In?niiScan支持色度顯示的區(qū)域觸發(fā)分段存儲(chǔ)器、10位內(nèi)置計(jì)數(shù)器和易于使用的多點(diǎn)觸摸顯示器，您可以在預(yù)算范圍內(nèi)獲得具有成本效益的下一代示波器技術(shù)。

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