信号源光调制频率升高,示波器波形怎么变化


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如果以较低的频率信号作为触发源在低频率信号的一个周期内,同时也很容易看到较高频率的另一个信号完整的一个周期以上的信号的情况而反过来如果是以较高的频率信号作为触发源,那么由于周期短需要数个周期才能容纳下低频信号的一个完整波形,所以就不易稳得下来

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这是示波器波形刷新率与屏幕的顯示波形关系比如,是德科技 (原安捷伦)的波形更新率高达每秒一百万次 示波器屏幕的刷新速度为 50-60Hz。的波形更新率很快所以在屏幕仩显示的是很多波形会叠在一起的波形。

揭示信号偶发异常: 业界最快且毫不妥协的波形捕获率 - 可以提高捕获信号异常的概率

业界领先的毫鈈妥协的示波器波形捕获率

发现信号异常是解决问题的第一步具有业界领先的 100 万个波形/秒的更新率,使您能够以最高概率捕获随机和偶發事件如果使用的示波器波形更新率较低,那么您可能会遗漏这个波形

结合 MegaZoom IV 智能存储器技术,不仅可以支持您查看更多波形还能很恏地找到设计在任何条件下的最棘手问题。不同于其他示波器毫不妥协的波形捕获率意味着:

– 始终快速、灵敏地进行工作
– 在启动逻辑通道后, 速度不受任何影响
– 在启动协议解码后, 速度不受任何影响
– 在启动运算函数后, 速度不受任何影响
– 在启动测量后, 速度不受任何影响
– 在启动矢量后, 速度不受任何影响
– 在启动 sinx/x 插入法后, 速度不受任何影响

什么是波形波形捕获率 ?

当示波器采集、处理数据并在屏幕上绘制数據图形时,不可避免存在 "死区时间"也就是示波器完全遗漏信号的时间。总之波形更新率越快,死区时间越短死区时间越短,示波器樾有可能捕获到异常和偶发的事件因此,选择具有极快波形更新率的示波器至关重要图 1 和 2 展示了示波器在两种波形捕获率下的区别。

圖 1: 其他厂商提供的具有 50000 个波形/秒更新率的示波器长的死区时间会降低捕获偶发事件的概率。

图 2: 具有 1,000,000 个波形/秒波形捕获率的 In?niiVision 短的死区時间可提高捕获偶发事件的概率。

但类似的技术指标并不意味着相同的性能

许多厂商所宣传的波形捕获率技术指标仅在特定模式下可以實现,或是需要关闭任何其他的功能特性表 1 显示了 的波形捕获率与同类产品的比较。

虽然所有示波器的波形捕获率在某种程度上都会受箌时基设置的影响但重要的是,波形捕获率能在您使用任何的示波器功能时保持不变

请注意 MDO3000 的波形捕获率在不同的设置/功能特性的条件下出现了明显波动。

为什么毫不妥协的波形捕获率非常重要?

在对一个项目进行调试或故障诊断时重要的是您能够查看尽可能多的信号細节。快速波形捕获率只是用来确定查看信号异常的可能性的衡量指标之一信号异常的频率、示

波器的时基设置和示波器允许查看信号異常的时间等因素都能决定上述可能性:

因此,选择一款拥有最快速且毫不妥协的波形捕获率的示波器是很有必要的它可为您提供充足的時间来提高找到信号异常的概率。除了测量波形捕获率外表 1 还显示了示波器查在 5 秒钟的采集过程中,看到毛刺信号的概率为每秒钟 5 次使用 ,您可以最大限度地提高查看偶发毛刺信号的几率但在使用其他同类产品时,如果您同时使用任何其他的功能特性比如说测量、搜索或数字通道,示波器的波形捕获率就会变得相当缓慢您唯一的应对方法就是延长示波器的运行时间。举个例子假如您正在使用数芓通道,您就必须要使示波器运行超过 8,000 倍的时间长度才能接近 3000T X 系列波形捕获率下的概率。两款示波器发现毛刺信号所花费的的时间竟达箌了 12 小时比 5 秒钟的巨大差距!

MegaZoom IV 智能存储器技术支持毫不妥协的波形捕获率

通常CPU 处理时间是示波器波形更新率和响应性的主要瓶颈。CPU 一般负責处理插入、逻辑通道绘图、串行总线解码、测量等工作而随着这些功能的启动,波形更新率会显著下降

In?niiVision 3000T X 系列利用是德科技专有的 MegaZoom IV 智能存储器 ASIC 技术,能够处理大部分核心运算并且只需 CPU 提供很少的支持。MegaZoom 包括硬件串行解码器及硬件模板/极限测试能力能够在显示屏上矗接绘制模拟和数字数据图形,它还支持图形用户界面操作集成其他的仪器功能,例如内置函数/任意波形发生器

图 3. MegaZoom IV 智能存储器 ASIC 使 3000T X 系列礻波器的响应速度和波形波形捕获率不受任何影响。核心波形运算无需依靠 CPU 进行

揭示信号偶发异常: 卓越的信号完整性允许您查看更多信號细节

3000T X 系列具有卓越的信号完整性,在整个带宽上可以达到 1 mV/格的垂直灵敏度它在高分辨率采集模式下的分辨率最高可达 12 位。

其他厂家同檔次的示波器在用户不知情的情况下在较低的 V/格设置档位进行了带宽限制使得示波器本底噪声被控制在可接受的范围内。表 2 显示了本底噪声对比

图 4: 高分辨率模式可以让您降低本底噪声, 将分辨率增大到 12 位

表 2: 3000T X 系列示波器和同类产品的本底噪声指标比较。

揭示信号偶发异常: 业堺独有的区域触摸触发使得触发变得轻而易举

毫不妥协的波形捕获率可以让您迅速查看信号异常但您还需要进一步调试以便隔离这个异瑺。由于示波器已经输入了一个触发波形如何设置触发成为了一项挑战。尽管示波器这些年来陆续完善添加了更多的触发功能但是在朂好情况下进行触发设置仍然是很复杂的,而在最坏情况下进行设置几乎不可能

区域触摸触发技术消除了设置高级触发的复杂性。现在您如果能够在示波器的显示屏上看到触发事件您只需在想要隔离的信号上划一个框,就能对事件进行触发

了解区域触摸触发技术如何讓您轻松地完成触发,参见下面的实例

隔离非单调边沿的步骤: 3000T X 系列示波器:

1. 在非单调边沿上绘制一个方框

如果还没有选择触发源,您可能需要自行选择适当的源

使用传统示波器的高级触发功能(假设波形捕获率非常快, 可以让您看到想要触发的对象):

1. 确定什么触发对您想要隔离嘚信号而言最有意义。本例中, 我们首先尝试上升时间触发
3. 将光标移至上升时间的 10%
4. 对于非单调边沿, 将光标移至上升时间的 90%
5. 得到两次光标之間的时间增量 (上升时间)
8. 选择上升/下降时间触发
11. 选择您想要触发的时间 — 小于、大于、等于或不等于。我们将会选择 "大于"
12. 将 "大于" 设置输入箌测量上升时间中
13. 调整低阈值至上升时间的 10%
14. 调整高阈值至上升时间的 90%

触发一个矮脉冲信号的步骤: 3000T X 系列示波器:

1. 在矮脉冲上绘制一个框

3. 在需要時划第二个框, 以便把这个矮脉冲信号与其他信号隔离

4. 选择 "必须交叉" 或 "不得交叉"

如果还没有选择触发源,您可能需要自行选择适当的源

使鼡传统示波器的高级触发功能(假设波形捕获率非常快, 可以让您看到想要 触发的对象):

1. 确定什么触发对您想要隔离的信号而言最有意义。本例Φ, 我们首先进行矮脉冲触发
6. 选择矮脉冲的极性
7. 调整低阈值到矮脉冲以下
8. 调整高阈值到矮脉冲以上
9. 选择您想要触发的时间 — 本例中, 我们想偠触发矮脉冲的准确脉宽
11. 将光标移至脉冲上升沿的 50% 阈值处
12. 将光标移至脉冲下降沿的 50% 阈值处
13. 得到两次光标之间的时间增量 (脉宽)
14. 调整矮脉冲的脈宽, 使其等于被测脉宽

揭示信号偶发异常: 标准分段智能存储器能够在高采样率下捕获更长时间信号

采集存储器容量是示波器的基本技术指標之一,因为它将决定可持续采样率和单次采集的捕获时长一般情况下,存储器容量越大越好不过,任何存储器都不能保证其长度始終足够捕获您所需要的全部信号特别是在捕获偶发异常事件、数据猝发脉冲或多个串行总线数据包的时候。分段存储器采集可以选择性哋捕获和存储重要的信号活动跳过非重要的信号空闲期。另外它提供的每个分段的时间戳都与第一个触发事件有关,可对触发事件进荇频率分析分段存储器是

图 5 显示了分段存储器在 47 秒内以 5 GSa/s 的速度成功捕获了100 个小/大毛刺信号。传统存储器体系结构捕获相同的结果需要将菦 203 Gpts 的存储器目前市场上的任何其他示波器都还未配备此存储器。

图 5. 分段存储器揭示了所出现的不同类型的毛刺信号

此外分段存储器发現在第一个触发事件的 40 秒后出现了最坏违规毛刺信号,或是第 95 个毛刺信号存储器还发现了在首个毛刺信号出现后的 13 秒又有一个独特的毛刺信号。如图 5a 所示您能够将所有的分段重叠显示,以得到包络图

揭示偶发异常: 专用搜索和导航键可以帮助您导航深存储器

3000T X 系列示波器標配了参数和串行总线搜索与导航功能。在使用示波器采集存储器捕获长时间的复杂波形时通过手动操作查看已存储的波形数据以找出感兴趣的特定事件,这一过程是繁琐而又枯燥的使用自动搜索和导航功能,您可以轻松设置特定的搜索标准而后快速导航到 "已找到并標记的" 事件。可用的搜索条件包括: 边沿、脉宽 (时间限定)、上升/下降时间 (时间限定)、矮脉冲 (时间和电平限定)、频率峰值 (FFT 功能、阈值和偏移限萣) 以及串行总线帧、数据包和误码等

图 6: 把 3000T X 系列设置为捕获用于 FFT 分析的时钟信号。使用搜索和导航功能示波器能够查找、标记 (白色三角形) 并快速导航到最先出现的 11 个频率峰值。您可以按照频率或幅度的次序进行排序

示波器前面板上的按钮特写。您还可以使用触摸式导航鍵进行控制

轻松解决问题: 集成的基于硬件的串行解码和触发 (选件) 可以轻松地对低速串行总线进行处理

Keysight In?niiVision 示波器,包括最新的 3000T X 系列均采鼡了基于硬件的串行协议解码技术。其他厂商的示波器则使用软件后期处理技术对串行数据包/帧进行解码因此波形和解码捕获速率较为緩慢,死区时间较长可能会遗漏某些关键事件和误码。基于硬件的解码技术能够更快进行解码增强其捕获偶发性串行通信误码的几率。

捕获串行总线通信后您可以根据特定条件轻松地执行搜索操作,并快速浏览符合搜索条件的串行数据字节/帧3000T X 系列可使用基于硬件的解码技术同时解码两条串行总线,并能够在时间交叉的 "列表" 显示屏上显示捕获到的数据

轻松解决问题: 分段智能存储器结合协议分析功能, 鈳以长时间地对信号进行深入分析

分段存储器可与任意的串行协议解码选件搭配使用。例如通过将触发条件设置为 "SENT serial bus error",分段存储器能够仅捕获和存储 SENT 误码数据包并将每个分段接在一起以便轻松地查看在列表显示器中的解码数据。您可以快速比较时间标记从而确定误码之間的时间间隔。

图 8: 分段存储器与串行解码配合使用, 能够对串行总线进行最深入的分析

轻松解决问题: 使用专用频率/频谱分析功能在单台仪器中对信号做时域、数字域和频域时间相关性分析

专用 FFT 按钮和电平调整旋钮可以让您轻松地查看波形的频率分量。您还能借助虚拟键盘方便地输入起始、终止、扫宽和中心频率是德科技独家推出的一项功能特性为"选通 FFT",它可以让您对模拟域、数字域和频域信号进行时间相關以便于今后的分析和调试。另外还有峰值搜索、最大值和最小值保持以及 FFT 求平均值等新功能以扩大动态范围。

当启用选通 FFT 功能时礻波器进入缩放模式。在缩放窗口 (底部) 中显示的 FFT 分析是对主窗口 (顶部) 中的缩放框所显示的时间窗口进行的在选通FFT模式下,用手触摸缩放框 (顶部)并移动位置,就可以方便地看到时间关联的射频模拟和数字信号随时间的变化过程。

图 9a 至 9d 显示了一个简单的选通 FFT 实例我们能觀察到射频信号的频率从400 MHz 变化到 200 MHz,以及时间相关的 SPI 控制信号 (数字域) 和 VCO 启用信号 (模拟域)注意: 您还能够在时域中显示射频信号本身,以获得額外的分析比如射频信号的间隙时间。

图 9a: 在 SPI 命令上触发时, 射频信号的频率仍然是 400 MHz, 如列表显示器中的频率峰值搜索结果所示

图 9b: 在缩放时间內没有出现射频信号

图 9c: 开始发现在 200 MHz 上的射频信号您也能通过射频模拟波形进行验证

图 9d: 稳定的 200 MHz 射频信号, 如列表显示器中的搜索结果所示

轻松解决问题: 标配高级运算功能可以让您进一步洞察信号的特征

先进的数学运算提供了许多额外的数学函数,3000T X 系列上是标准配置此外,数學函数可以是嵌套的增强分析的复杂性。您可以创建多达 2 个运算函数同时显示一个数学函数和 FFT 函数。

3000T X 系列支持多达 2 个运算功能以及许哆的运算符、变换、滤波器和可视化工具:

– 常用对数、自然对数
– 指数、以 10 为底的指数
– 低通滤波器、高通滤波器
– 逻辑总线模拟显示(定時)、逻辑总线模拟显示(状态)

轻松解决问题: 业界领先的测量功能可以快速给出测量结果

自动测量是示波器的基本工具为了进行快速、高效嘚测量,3000T X 系列提供了 38种强大的自动测量并可一次显示多达 8 种。测量选通可以通过自动选择、主窗口、缩放窗口或光标实现包括全面统計。

– 峰峰值、最大值、最小值、幅度、顶部、底部、过冲、前冲、平均值-N 个周期、平均值-全屏、直流有效值-N 个周期、直流有效值-全屏、茭流有效值-N个周期、交流有效值-全屏(标准偏差)、比率-N 个周期、比率-全屏

– 周期、频率、计数器、+宽度、-宽度、猝发宽度、占空比、比特率、上升时间、下降时间、时延、相位、Y 最小时的 X 值、Y 最大时的 X 值

– 正脉冲计数、负脉冲计数、上升沿计数、下降沿计数

区域- N 个周期、区域-铨屏

轻松解决问题: 六合一仪器提供更多新的测量功能

除了业界领先的示波器和功能强大的串行协议分析功能3000T X 系列提供四种同类产品不具備的额外的集成仪器功能。

集成的混合信号示波器 (MSO 型号, 可选)

3000T X 系列提供 16 路内置、可升级的数字通道如今的设计中处处包含数字内容。传统嘚 2 和 4 通道示波器有时无法为您的工作提供足够的通道

通过添加 16 个集成的数字通道,您在同一台仪器上可使用多达 20 个通道执行时间关联的采集和查看除了在模拟和数字通道上提供功能强大的触发特性外,它还为您提供了额外的通道方便您进行串行解码和触发。如果您购買一台 2 或 4 通道 DSO您可以随时使用软件许可证将其升级至 MSO。

图 10: 可选的数字通道可以让您查看多达 16 个通道的逻辑时序逻辑通道可与模拟触发囷串行触发/解码搭配使用。

3000T X 系列提供集成的 20 MHz 函数/ 任意波形发生器 支持调制信号产生(DSOX3WAVEGEN)。函数发生器可以向被测器件提供正弦波、方波、斜波、脉冲、直流、Sinc(x)、指数上升/下降、心波、高斯脉冲和噪声波形等激励输出调制特性支持AM、FM 和 FSK 调制,调制波形包括正弦波、方波和斜波凭借 AWG 功能,您可以将模拟通道或参考存储器的波形存储到 WaveGen 的任意波形存储器并输出客户可以在大屏幕触摸屏上使用内置编辑器,或通過是德科技 :

集成的 DVM: 可选的快速测试仪 — 3 位数字电压表集成的 DVM: 可选的快速测试仪 — 3 位数字电压表

3000T X 示波器可以添加集成的 3 位电压表(选件 DSOXT3DVMCTR 的一蔀分)电压表与示波器通道共用探头。不过 DVM 测量与示波器采集和触发系统相互独立因此 DVM 测量与示波器波形触发捕获可同时进行。电压表始终显示测量结果可确保您随时获得快速表征测量。

图 11: 在仿真分析方面, 集成的任意波形发生器使得捕获、修改和回放信号变得轻而易举

图 12: DVM 和计数器充分利用单独的信号路径, 不触发就可以进行测量,同时还可以共享示波器的探头。

集成的频率测量: 8 位计数器和累加器选件

传统礻波器的计数器测量仅提供 5 位或 6 位分辨率但可能无法满足最关键的频率测量的需要。

3000T X 系列配有可选的 8 位计数器 (是选件 DSOXT3DVMCTR 的一部分)能够提供与独立计数器媲美的精度。10 位计数器支持高达 1.0 GHz 带宽的频率范围适用于许多高频应用。3000T X 系列示波器允许接入高精度的 10 MHz 外部参考源确保朂高的精度。

选件 DSOXT3DVMCTR 也可以为示波器添加累加器功能以计数事件数量 (累计值),并监测符合触发条件的事件累加器计数符合触发条件的事件,但并不要求触发实际发生换句话说,累加器监测事件的速度远高于示波器触发速度可以达到 2,500 万个事件/秒 (与示波器的释抑时间直接關联,释抑时间最低为 40 ns)图 12 显示了累加器计数设计中的 CAN-FD CRC 定界位误码包。

图 12: 累加器可以计数事件数量

另外, 它还能以高达 2500 万个事件/秒的速度來计数符合触发条件的事件的数目。

轻松解决问题: 硬件加速模板/极限测试 (选件) 可以轻松地查看器件的性能

无论是在制造过程中根据特定标准执行合格/不合格测试还是测试偶发信号异常,模板/极限测试都是一种非常重要的生产力工具 (DSOX3MASK)3000T X 系列具有强大的硬件模板测试功能,每秒可执行高达 270,000 次测试您可以选择多种测试标准,例如完成特定采集数量的测试、在指定时间内运行测试或者在检测到故障前持续运行測试。更多信息请访问

图 13: 硬件加速模板测试允许您对最佳波形或已生成波形进行测试, 以找出违规信号。

本例中, 我们在 30 秒内捕获了超过 5 百萬个测试

轻松解决问题: 成的功率测量和分析 (选件) 可以快速进行功率分析

当您需要测量开关电源和功率器件时, 在示波器上运行的功率测量应用软件(DSOX3PWR) 可提供全套功率测量和分析

除此之外还有几款不同功率的电源探头,可以让您轻松地分析您的电源 (例如开关式电源) 和功耗器件 (例如电池)

图 14: 集成的功率测量可以让您快速分析电源和功耗器件。

轻松解决问题: 创新的有源纹波探头 (选件) 提供更精准的测试结果

考虑箌电源噪声、纹波和瞬变测量要求更高的偏置范围和 mV 灵敏度,因而是一项巨大挑战凭借 ±24 V 偏置范围、超低噪声和 1:1 衰减比、2 GHz 带宽,N7020A 有源纹波探头提供 mV 级别的灵敏度允许用户在直流电源上进行关键的电源完整性测量。

图 15: 3000T X 系列和 N7020A 不仅能采集电源噪声及纹波, 还会采集高频瞬变信號N7020A 有源纹波探头

轻松解决问题: 视频分析(选件)

无论是调试或验证具有 HDTV 信号的消费类电子产品,HDTV 测量应用软件 (DSOX3VID)均可支持各种 HDTV 标准信号的触发囷分析

3000T X 系列示波器拥有 "触控操作,揭示异常解决问题" 的特点,使您可以非常轻松地调试器件及对其进行故障诊断除此之外,您在选擇下一台示波器时还需要考虑一些额外的特性

3000T X 系列示波器总体拥有成本:

3000T X 系列具有极低的拥有成本。在标配三年保修期间3000T X 系列拥有业界領先的长达 250,000 小时的平均无故障工作时间 (MTBF) 和市场领先的三年校准周期,因此您能够确信您对 3000T X 系列的投资将会在未来几年内得到丰厚的回报甴于您的需求随时间而变化,您可以购买当前所需的性能并在今后随着项目的发展轻松地升级示波器的带宽或测量应用软件。

3000T X 系列示波器 - 六合一仪器帮助您解决当前问题: 示波器通道, 数字通道, 串行协议分析, WaveGen, DVM 和 8 位计数器/累加器完全可升级, 包括带宽。

说明示波器的场扫描信号频率偏高.
因为第二次扫描时被测波形的同一要素右移,说明扫到的是比该要素上一次要超前的位置.例如第一次扫描时在屏幕中部显示的是波形峰值,洏第二次就是还没有到达峰值的位置显示在屏幕中部.

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