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8通道示波器加快处理速度

2018年04月10日 11:28 次阅读
大多数嵌入式系统使用不止一根电源排线,许多使用4根或更多。单个IC,例如FPGA、DSP或微控制器,可能具有特定的时序要求。例如,一家芯片制造商可能推荐要在内核电压供电稳定之后,才会施加I/O供电电压。另一家制造商可能要求应在相对的规定时间内供电,以避免各个供电引脚上电压差拖长。处理器和外部存储器之间上电顺序可能也非常关键。

芯片制造商可能会规定特定电源必须以单顺序方式启动,以避免多个上电复位。这可能极具挑战性,因为涌入电流可能会对负载点稳压器提出很高的瞬态要求。在这种情况下,电源线启动形状与定时顺序一样重要。

一旦把各种芯片供电要求、整体供电、基准供电及其他IC多个负载点稳压器组合在一起,您会很快遇到七八根电源线。

使用4通道示波器检验嵌入式系统中的电源线定时可能会非常耗时,但这是大多数工程师必须要做的事。在我们与示波器用户沟通时,评估开机顺序和关机顺序是工程师想要4条以上通道的最常见的原因之一。在本文中,我们将简要介绍使用4通道示波器评估开机顺序和关机顺序,并演示使用8通道示波器的部分实例。

传统 4通道示波器方法


其中一种方法是采用分模块方式分析电源系统,即使用多次采集,逐个模块检查定时。为比较不同模块,可以使用其中一条上电轨迹或Power Good/Fail信号作为触发,可以进行多次捕获,确定相对于基准信号的启动时间和关机时间。由于是在多个功率周期中进行采集,因此很难表征电源相对定时偏差。但是,通过使用示波器上的无限余辉功能,可以确定多个功率周期上每个电源在不同周期中的变化范围。

另一种常见方法是“级联”多台示波器,通常方式是在其中一个电源或在共同的Power Good/Fail信号上触发示波器。

这两种方法都耗时长,要求特别注意同步:
•        处理同步和时间不确定度要谨慎
•        可以汇集数据,开发系统定时图,但耗时很长
•        复杂度会随着观测的功率轨道数量提高
•        设置必须完美统一
•        必须使用一条测量通道来提供同步

使用MSO扩展通道数量


混合信号示波器可以为电源排序提供更多的通道。为此,MSO在数字输入上必须有适当的电压范围,并可独立调节阈值。例如,带有MSO选项的泰克MDO4000C提供了16个数字输入,为每条通道提供独立阈值,直到200 MHz支持± 30 Vp-p动态范围,适合典型设计中的大多数电压电平。注意如果您的目标是严格地测量定时关系,那么特别适合这种方法,但不能测量开机/关机的上升/下降时间或形状(单调性)。


8通道示波器加快处理速度


与前面所有方法相比,使用具有8条模拟通道的示波器可以明显缩短时间,减少混乱。在8通道示波器中,可以使用模拟探头表征拥有最多8条电源排线。为测量拥有8条以上电源排线开机和关机定时关系,也可以使用拥有数字信号输入及独立可调阈值的混合信号示波器。

现在,让我们看一些典型的电源测序应用。

带远程开/关的开机延迟

下面截图中被测的开关电源生成了一个高电流、稳压的12 VDC输出。这个电源通过仪器前面板上的开关进行远程遥控。在开关按下后不久,+5 V待机电源打开,开关转换器启动。在+12 V输出稳定后,Power Good (PW OK)信号变为高电平,向负载表明供电可靠。

+5 V待机电压信号为相关信号采集提供一个简单的上升沿触发。自动测量功能检验输出电压启动延迟是否为<100 ms,从输出电压启动到PW OK的延迟位于100 – 500 ms的规范范围内。

Power_sequence_Img1.png
这个截图显示在按下前面板开关后测量AC/DC开关电源启动情况。

带远程开/关的关机延迟


在电源主开关关闭后,开关转换器关闭,输出电压降低。根据规范,在开关按下后电源至少要保持稳压20 ms。最重要的是,根据规范,+12 V输出电压落到稳压范围之外前,PW OK信号要下降5 – 7 ms,从而允许负载时间反应和干净地关机。
如下图所示,PW OK信号为采集相关信号提供了一个下降沿触发。波形光标测量检验PW OK预警信号的工作方式满足规范。

Power_sequence_Img2.png
可以使用波形光标测量,检验PW OK预警信号的工作方式满足规范。

检验多个功率周期中的定时

为检验电源开机定时在多个功率周期中一直位于规范范围内,可以使用无限余辉,显示信号定时变化,自动定时测量统计画面会量化偏差。在下面所示的设置中,+5V待机电压的50%点作为定时基准。开机序列重复10次,10次开机周期中的定时偏差略高于1%。

Power_sequence_Img3.png
可以使用无限余辉和测量统计,实现重复的开机定时测量。

负载点稳压电源定时


下面的截图显示了一块系统电路板在开机过程中7个负载点供电的开启时间。电路板的输入电源是上例中的+5V待机信号和+12 VDC整体电压。

这一测试中的自动开机延迟测量在每个波形自动计算出的50%点之间进行,因此每项测量有不同的配置,有不同的测量阈值集。第一项测量显示了从+5 V待机信号到整体+12 V供电之间的延迟,第二项测量是+5V供电的延迟。其余测量是市电+5 V供电的关键延迟序列。

Power_sequence_Img4.png
这一测量显示了7个稳压电源的开机定时。

稳压电源的关机定时


这一测试中的自动关机延迟测量在低于标称值5%的每个波形点之间进行。与以前基于百分比的测量阈值不同,每项测量都有一个绝对电压阈值。在电源关断时,Power Good信号下降。如下面的截图所示,部分电源负载更重,关机更快。

Power_sequence_Img5.png
从图中可以看出,部分电源负载更重,关机更快。

8个以上轨道的开机定时


自动时延测量基于信号越过各自阈值电压的时间。由于每个自动测量配置都会包括唯一的阈值(一般是信号幅度的50%),每条数字通道可能会有唯一的阈值(一般也设置成电源电压的50%),因此混合信号示波器可以进行下面所示的电源时延测量,直到可用的数字输入数。根据MSO型号,通道数量可以在8~64之间。

Power_sequence_Img6.png
这显示了使用数字通道检验8个以上稳压电源的开机定时。

电源上升时间测量


除电源排序外,必须控制电源的上升时间,满足系统中部分关键元件的规范。自动上升时间和下降时间测量也是基于电压基准点进行的,在默认情况下,会自动计算电压基准点为每条通道信号幅度的10%和90%。在下面显示的简单实例中,显示画面右侧的结果框中显示了正极供电的上升时间和负极供电的下降时间。

Power_sequence_Img7.png
截图显示,画面右侧的结果框中显示了上升时间和下降时间测量。

关于作者:

Dave Pereles现任泰克科技公司技术市场经理,他在测试测量行业中工作超过25年,先后担任各种职位,如应用工程师和产品经理。他毕业于美国康涅狄格州哈特福德市三一学院电气工程专业,获得理学学士学位;后毕业于西雅图大学,获得MBA学位。

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数字示波器是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具。随着科技及市场需求的快速发展,工程师们需要最好的...

发表于 2018-01-16 11:32 360次阅读
数字示波器介绍_数字示波器操作规程

单踪示波器和双踪示波器有什么区别

双踪示波器示波管由电子枪,Y偏转板,X偏转板,荧光屏组成。利用电子开关将两个待双踪示波器测的电压信号...

发表于 2018-01-16 11:16 257次阅读
单踪示波器和双踪示波器有什么区别

双踪数字示波器如何使用_双踪数字示波器使用说明

双踪示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角度,使用时应轻轻地缓缓旋转,不能用力过猛或随意乱旋转。

发表于 2018-01-16 10:55 483次阅读
双踪数字示波器如何使用_双踪数字示波器使用说明

数字示波器的功能用途_数字示波器的测量用途

数字示波器可以测量直流信号、交流信号的电压幅度、可以测量交流信号的周期,并以此换算出交流信号的频率、...

发表于 2018-01-16 10:34 267次阅读
数字示波器的功能用途_数字示波器的测量用途

数字示波器介绍_数字示波器的优缺点

数字示波器一般支持多级菜单,能提供给用户多种选择,多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储,实现对波...

发表于 2018-01-16 10:22 297次阅读
数字示波器介绍_数字示波器的优缺点

数字示波器介绍_数字示波器参数意义

本文为大家详细介绍了数字滤波器的带宽、采样率、上升时间、记录长度等参数的含义。

发表于 2018-01-16 10:18 244次阅读
数字示波器介绍_数字示波器参数意义

数字示波器的原理及使用方法

数字示波器是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器的工作方式...

发表于 2018-01-16 09:44 494次阅读
数字示波器的原理及使用方法

示波器不可不知的12项功能

示波器是目前应用十分广泛的测试仪器,本文介绍了它的12种功能。

发表于 2018-01-16 09:23 296次阅读
示波器不可不知的12项功能

频谱仪和示波器哪个好_示波器和频谱仪的功能介绍

本文主要介绍了频谱仪和示波器哪个好_示波器和频谱仪的功能介绍。小编对示波器和频谱仪的功能进行了详细的...

发表于 2018-01-15 11:26 464次阅读
频谱仪和示波器哪个好_示波器和频谱仪的功能介绍

怎么用示波器测功率

本文介绍了怎么用示波器测功率,小编为大家总结了使用示波器执行功率测量的七大秘诀。那么,在测量功率时我...

发表于 2018-01-15 10:55 712次阅读
怎么用示波器测功率

频谱仪和示波器有什么区别

本文主要介绍了频谱仪和示波器有什么区别,频谱仪和示波器之间是有很大的不同的,我们对于频谱仪和示波器的...

发表于 2018-01-15 10:40 276次阅读
频谱仪和示波器有什么区别

YB4328示波器的结构和使用技巧

本文主要介绍了YB4328示波器的结构和使用技巧。示波器的结构包括机内的核心部件示波管和示波管的调节...

发表于 2018-01-15 10:30 229次阅读
YB4328示波器的结构和使用技巧

示波器如何测量直流电压_示波器测量直流电压方法

示波器测量直流电压方法有两种,一种是直接测量法,一种是比较测量法,这两种方法都能准确测出直流电压。

发表于 2018-01-15 09:53 2071次阅读
示波器如何测量直流电压_示波器测量直流电压方法

示波器测量电压范围_示波器测量电压最大量程

示波器是广泛应用的测试仪器,利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种...

发表于 2018-01-15 09:42 418次阅读
示波器测量电压范围_示波器测量电压最大量程

如何用示波器测量交流电压_示波器测量交流电压方法

在电子测量仪器中,示波器是一种电信号的时域测量和分析仪器;它显示信号随时间变化的波形,是一种非常直观...

发表于 2018-01-15 09:38 720次阅读
如何用示波器测量交流电压_示波器测量交流电压方法

如何用示波器测晶振_示波器测量晶振正确方法

本文为大家介绍示波器测量晶振正确方法。

发表于 2018-01-15 08:40 303次阅读
如何用示波器测晶振_示波器测量晶振正确方法

SIMULINK示波器参数设置_matlab中对...

本文主要介绍了SIMULINK示波器参数设置以及matlab中对示波器进行设置方法步骤。在SIMUL...

发表于 2018-01-14 16:40 815次阅读
SIMULINK示波器参数设置_matlab中对...

制作存储示波器数据U盘的方法

示波器是用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器,由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测...

发表于 2018-01-14 11:13 192次阅读
制作存储示波器数据U盘的方法

如何把示波器中的数据存入U盘

利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量。本文带来把示波器...

发表于 2018-01-14 10:56 395次阅读
如何把示波器中的数据存入U盘

dali总线介绍_dali总线示波器波形

DALI每条总线可以接64个设备,采用主从机的工作机制。数据包由19个位组成,通讯速率1200Bps...

发表于 2018-01-14 10:51 253次阅读
dali总线介绍_dali总线示波器波形

示波器电流探头的使用方法及注意事项

示波器电流探头简单地测量电流通过tekr0bebnc接口.直接与tds系列示波器相连分芯芯结构,可以...

发表于 2018-01-14 09:17 788次阅读
示波器电流探头的使用方法及注意事项

示波器电流探头工作原理

本文介绍电流探头在测试直流和低频交流、测试高频及在交叉区域时的工作原理。

发表于 2018-01-14 09:12 258次阅读
示波器电流探头工作原理

示波器触发是什么_示波器触发的作用

示波器的触发功能主要有两点,第一,隔离感兴趣的事件。第二,同步波形,或者说稳定显示波形。

发表于 2018-01-12 14:14 149次阅读
示波器触发是什么_示波器触发的作用

示波器触发_解析示波器的触发原理

示波器需要通过“触发”这样一种办法来使得示波器的扫描与被观测信号同步,从而显示稳定的波形,所谓“触发...

发表于 2018-01-12 13:57 163次阅读
示波器触发_解析示波器的触发原理

两个测量通道信号之间互相干扰,如何解决?

工程师在使用示波器测量开关电源输出信号时,经常会发现两个测量通道信号之间互相干扰(串扰)。其实改变一...

发表于 2018-01-10 06:45 3005次阅读
两个测量通道信号之间互相干扰,如何解决?

示波器波形分析之示波器波形粗细属性详解

示波器测量的精度如何?通常从水平时基的角度看,示波器的测量精度极高,但从垂直时基的角度上看,精度就会...

发表于 2018-01-09 14:22 1352次阅读
示波器波形分析之示波器波形粗细属性详解

multisim示波器是怎么接的_各个端口表示什...

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种...

发表于 2018-01-04 11:28 303次阅读
multisim示波器是怎么接的_各个端口表示什...

multisim示波器是怎么接的_各个端口表示什...

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种...

发表于 2018-01-04 11:28 574次阅读
multisim示波器是怎么接的_各个端口表示什...

multisim虚拟仪器之四通道示波器

四通道示波器(4ChannelOscilloscope),可以同时对4路信号进了观察和测量。因而在对...

发表于 2018-01-04 11:08 382次阅读
multisim虚拟仪器之四通道示波器