隨著電子產(chǎn)品速度越來越快、越來越復(fù)雜，其設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)和調(diào)試的難度也越來越大。設(shè)計(jì)人員必須全面檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，才能保證產(chǎn)品可靠運(yùn)行。在發(fā)生問題時(shí)，設(shè)計(jì)人員必需迅速了解根本原因，以便解決問題。通過同時(shí)分析信號(hào)的模擬表示方式和數(shù)字表示方式，許多數(shù)字問題的根本原因都可以迎刃而解，因此，混合信號(hào)示波器(MSO)為檢驗(yàn)和調(diào)試數(shù)字電路提供了理想的解決方案。

泰克 MSO2000、MSO4000 和 MSO5000 系列混合信號(hào)示波器不僅提供了泰克示波器的完美性能，還融合了 16 通道邏輯分析儀的基本功能，包括并行 / 串行總線協(xié)議解碼和觸發(fā)。泰克 MDO3000 和 MDO4000C系列還增加了一個(gè)集成頻譜分析儀，可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行混合域調(diào)試，包括無線連接。MDO 可以視為下一代MSO，是專為擁有關(guān)心的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)和 RF 信號(hào)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。在本應(yīng)用指南中，MSO 中提到的任何特性或功能均應(yīng)視為也在 MDO 產(chǎn)品中提供。MSO/MDO 系列提供了首選的工具，可以采用強(qiáng)大的數(shù)字觸發(fā)、高分辨率采集功能和分析工具，迅速調(diào)試數(shù)字電路。

本應(yīng)用指南重點(diǎn)介紹檢驗(yàn)和調(diào)試技巧，幫助您使用泰克 MSO 和 MDO 系列更高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字設(shè)計(jì)。

設(shè)置數(shù)字門限

混合信號(hào)示波器的數(shù)字通道把數(shù)字信號(hào)視為邏輯值高 或邏輯值低，與數(shù)字電路查看信號(hào)的方式一模一樣。 也就是說，只要振鈴、過沖和地電平彈跳不導(dǎo)致邏輯 跳變，那么這些模擬特點(diǎn)對(duì) MSO 就不是問題。與邏 輯分析儀一樣，MSO 使用門限電壓，確定信號(hào)是邏 輯值高還是邏輯值低。

MSO5000B、MSO4000C 和 MDO4000C 系列可以為 每條通道獨(dú)立設(shè)置門限，適合調(diào)試帶有混合邏輯家族 的電路。圖 1 顯示了 MSO4000C 在其中一個(gè)數(shù)字探 頭適配夾上測(cè)量五個(gè)邏輯信號(hào)，它同時(shí)測(cè)量三個(gè) TTL ( 晶體管 - 晶體管邏輯 ) 信號(hào)和兩個(gè) LVPECL ( 低壓正 發(fā)射器 - 耦合邏輯 ) 信號(hào)。

MSO2000B 和 MDO3000 系列則為每個(gè)探頭適配夾設(shè) 置門限 ( 一組 8 條通道 )，因此 TTL 信號(hào)將位于第一 個(gè)適配夾上，而 LVPECL 信號(hào)則位于第二個(gè)適配夾上。

定時(shí)采集和狀態(tài)采集

主要數(shù)字采集技術(shù)有兩種。第一種技術(shù)是定時(shí)采集， 其中 MSO 以 MSO 采樣率確定的距離相等的時(shí)間對(duì) 數(shù)字信號(hào)采樣。在每個(gè)樣點(diǎn)上，MSO 存儲(chǔ)信號(hào)的邏 輯狀態(tài)，創(chuàng)建信號(hào)的時(shí)序圖。

第二種數(shù)字采集技術(shù)是狀態(tài)采集。狀態(tài)采集規(guī)定了數(shù) 字信號(hào)邏輯狀態(tài)有效穩(wěn)定的特殊時(shí)間，這在同步和時(shí) 鐘輸入數(shù)字電路中十分常見。時(shí)鐘信號(hào)規(guī)定了信號(hào)狀 態(tài)有效的時(shí)間。例如，對(duì)采用上升沿時(shí)鐘的 D 觸發(fā)裝 置來說，輸入信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間在時(shí)鐘上升沿周圍。對(duì)采 用上升沿時(shí)鐘的 D 觸發(fā)裝置來說，輸出信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間 在時(shí)鐘下降沿周圍。由于同步電路的時(shí)鐘周期可能并 不是固定的，因此狀態(tài)采集之間的時(shí)間可能并不均勻， 這一點(diǎn)是它與定時(shí)采集的不同點(diǎn)。

帶色碼的數(shù)字波形顯示 數(shù)字定時(shí)波形看上去與模擬波形非常類似，但有一點(diǎn) 除外，即它只顯示邏輯值高和低。定時(shí)采集分析的重 點(diǎn)通常是確定具體時(shí)點(diǎn)的邏輯值，測(cè)量一個(gè)或多個(gè)波 形上邊沿跳變之間的時(shí)間。為使分析變得更簡(jiǎn)便，泰 克 MSO 系列在數(shù)字波形上用藍(lán)色顯示邏輯值低，用 綠色顯示邏輯值低，即使看不見跳變時(shí)，用戶仍能查 看邏輯值。波形標(biāo)記顏色還與探頭色碼一致，可以更 簡(jiǎn)便地查看哪個(gè)信號(hào)與哪個(gè)測(cè)試點(diǎn)對(duì)應(yīng)，如圖 4 所示。

泰克 MSO 系列使用時(shí)鐘輸入格式或非時(shí)鐘輸入格式解 碼并行總線。對(duì)時(shí)鐘輸入解碼，MSO 確定指定作為時(shí) 鐘的信號(hào)的上升沿、下降沿或兩個(gè)沿上總線的邏輯狀 態(tài)。這意味著只顯示總線上有效的跳變，而不包括數(shù) 據(jù)無效時(shí)發(fā)生的任何跳變。對(duì)非時(shí)鐘輸入解碼，MSO 在每個(gè)樣點(diǎn)上解碼總線，顯示總線上的每個(gè)跳變。在 MSO 使用時(shí)鐘輸入解碼時(shí)，解碼的總線顯示畫面和事 件表與邏輯分析儀的狀態(tài)顯示畫面非常類似。由于總線解碼是采集后流程，因此您可以在分析過程中靈活 地改變解碼格式。

準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)字采集

在 MSO 準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)字采集時(shí)，基本任務(wù)有兩項(xiàng)。第 一，與邏輯分析儀一樣，需要為被測(cè)的邏輯家族配置 MSO 數(shù)字通道門限，以保證采集正確的邏輯電平。 第二，需要調(diào)節(jié)模擬通道的偏移，以在模擬通道和數(shù) 字通道之間實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的時(shí)間相關(guān)。

觸發(fā)非預(yù)計(jì)事件

第一個(gè)實(shí)例是檢驗(yàn)包含 8 個(gè)脈沖的 TTL 突發(fā)信號(hào)，如 圖 8 所示。正脈寬指標(biāo)范圍是 23.2 ns - 25 ns，脈沖 之間的脈寬是 26 ns - 27 ns。突發(fā)之間的時(shí)間沒有指定。

MSO 數(shù)字通道連接到 TTL 突發(fā)信號(hào)上，為 TTL 邏輯 設(shè)置門限。MSO 配置成上升沿觸發(fā)。為加快檢驗(yàn)過程， MSO 配置成自動(dòng)測(cè)量光標(biāo)之間的正脈寬和負(fù)脈寬 圖 9 顯示了單次采集，其中在第一個(gè)脈沖沿上觸發(fā) MSO。根據(jù)按 MSO 單次采集按鈕的時(shí)間，MSO 可能 已經(jīng)觸發(fā)采集任何其它上升沿。

在本例中，MSO 數(shù)字通道解碼成時(shí)鐘輸入總線，使 用 Wave Inspector 迅速找到或沒有找到 ADC 總線最 大值和最小值。我們可以迅速確定問題的根源是模擬 信號(hào)調(diào)節(jié)電路。