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示波器是咱们工程师的眼睛,首先咱们要领会被咱们“眼睛”考察的目标-电记号是甚么?都有哪些不同的模样?就像咱们人还需求用“大脑”对“眼睛”看到的局面做解析,咱们也需求对用示波器看到的电记号做解析,从而判定出电路的性质,这就请求咱们领会不同的电记号各有哪些榜样特色?懂得了这些,咱们才也许过程局面看实质。
这是一个榜样的电子产物系统:
在这个系统的每个次序都是过程电记号来表白和传达讯息:
在A/D以前,电记号所以接连的摹拟量的方法存在-它的幅度和频次都在传达讯息,在A/D之后,电记号以分立的数字量的方法存在。
做为一个“诊断”电记号的仪器,示波器紧要过程比较记号源的某种记号过程“待测征战(DUT)”之后的样式和不过程这个待测征战的样式之间的差别-比方某些成份的幅度产生了变动、相位/频次产生了变动,从而判定“待测征战”能否做事平常,以及定标待测征战到底会起到甚么效用。
所以,记号源也是测试丈量系统的必备,即使通常在咱们的测试中没实用到记号源,理论上咱们也是假使了曾经有记号源的存在,比方探测时钟能否做事平常,记号源曾经在PCB板上;探测3.3V的电源电压能否平常,能否有纹波,记号源即是谁人也许形成3.3V电压的LDO或开关稳压器。
自然,普遍状况下咱们需求对被测试的电路供应一个鼓舞记号,比方:
供应摹拟波形-正弦波(最罕用)、三角波、方波
某种模样的数字记号
调制记号
决心形成的噪声
过程这些鼓舞记号也许:
审查每甲第电路的增益、频次反应,对接受端举行校准
供应用于测试电路的各样波形,普遍来说都是低功率的
考证(Verification)-解析数字调制
定标(Characterization)-测试D/A和A/D变换器
压力/临界点测试-通讯接受机的压力测试
本来道理特别简捷,底下的一张图就可以直觉表白出来:
记号源供应一个单频的电记号送给被测试的电路网络,用示波器考察过程这个网络之后的电记号,跟记号源的鼓舞记号比较,就也许解析出被测电路的特色,单频的电记号惟有两个参量-电压和相位(或频次),过程推算这两个参量的变动就也许阴谋出电路中的阻抗、感抗、容抗,而哄骗不同频次、不同幅度的记号就也许解析出被测的电路网络的全貌-对全部频段的反应、对不同巨细记号的反映。
比方,将一个梦想的方波记号送到一个电路网络,在示波器上也许看到底下的波形,咱们过程波形的形态就也许解析出电路的特色:
不同特色的电路网络对梦想方波记号的反应
不同的波形透露了电路的不同特色
任何理论的电记号都是多种频次电记号的叠加:
咱们在时域上看到的非正弦波形的记号,以及那些不准则波形的记号,均也许分解成多个不同幅度的单频正弦波记号的叠加-感激傅立叶!
方波记号的组成
所以,对搜聚到的电记号举行FFT变幻,从频域对电记号举行考察和解析也成了示波器的标配解析机能,固然简捷的FFT变幻干系于业余的频谱解析仪显得很低级,但它终归是一种性价比特别高的考察方法。
不管示波器的FFT照样业余的频谱仪,可是把一根根谱线给咱们显示出来了,怎样解读还需求工程师自身的“大脑”,自然是基于对记号的领会,比方下图中的多个谱线根源于电路的不同特色,从每个谱线的巨细就也许判定电路能否存在串扰、失真、电源噪声等,时常过程示波器的时域波形很难判定出来,由于它们都叠加在一同,一粒芝麻粘在西瓜皮上是很难分辩出来的。
咱们做协商最急迫的是化繁为简,刚刚讲过不管多繁杂、多怪异的电记号波形,咱们均也许把它们分解成多个单频记号,而每个单频记号均也许用底下的几个特色参量来示意:
关于脉冲记号,其特色:
激昂功夫:脉冲边际从低电平到高电平的功夫
降落功夫:脉冲边际从高电平到低电平的功夫
脉冲宽度:脉冲从低到高,再从高到低的功夫,以全电压的50%为丈量基准
脉冲记号占空比/延时
记号幅度特色:
参数:
幅度-确切度、调理的分辩率
动态规模-从最小记号到最大记号的跨度(dB)
直流偏移-在调换记号上叠加的直流份量
输出阻抗-普遍为50
与幅度丈量干系的一些目标:
与记号功夫特色干系的一些目标:周期/频次/相位
频次规模
频次确切度
频次平静度
可调频次精度
记号功夫特色-相位
记号的差分传输:
差分记号抗共模困扰能耐强,
但要留神走线,不然会致使脉冲噪声
咱们也会测试一些复合记号:
调制波形:
摹拟调制
数字调制
脉宽调制
正交调制
数字模样和格式
伪随机数据流
以上简捷归纳了一下咱们用示波器考察的罕用的电记号的紧要参数以及典型,鄙人一节的课程中,咱们来看一下一个也许考察这些记号的准则的示波器是怎样组成的?
一部佳构课,学到嵌入式系统的精美+领会测试丈量的重心观念!
用STM32来DIY示波器(1)-为啥要比落理论的示波器DIY一个简单示波器?
用STM32来DIY示波器(2)-示波器的重心机能及手艺目标解析
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