世界各地幾乎每個(gè)電子實(shí)驗(yàn)室都要使用示波器。在較近進(jìn)行的2008年嵌入式市場(chǎng)研究中，嵌入式設(shè)計(jì)工程師把示波器作為調(diào)試時(shí)使用的頭號(hào)硬件工具。但是，示波器在歷史上一直僅限于兩條或四條模擬通道。當(dāng)前嵌入式設(shè)計(jì)中的混合信號(hào)調(diào)試復(fù)雜性使通道數(shù)量的需求進(jìn)一步提高，而傳統(tǒng)的兩條或四條示波器通道就不夠用了。如查看模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入又同時(shí)監(jiān)測(cè)8位輸出，或要觀察微處理器的地址線和數(shù)據(jù)線。在這兩種情況下，工程師都需要更多的通道，才能完成工作。工程師需要在實(shí)驗(yàn)室中四處搜尋，要么多找?guī)着_(tái)示波器，要么使用邏輯分析儀。不管是哪種情況，測(cè)量復(fù)雜性都會(huì)明顯提高。

混合信號(hào)示波器為迎接這些測(cè)量挑戰(zhàn)提供了理想的解決方案。泰克MSO2000系列操作方法與示波器類似，同時(shí)提供了模擬通道和數(shù)字通道，而又沒有設(shè)置多臺(tái)儀器測(cè)試的復(fù)雜性，為工程師調(diào)試嵌入式設(shè)計(jì)提供了所需的功能和簡(jiǎn)單性。

MSO2000系列簡(jiǎn)化了工程師處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方式。除16條集成數(shù)字通道使工程師能夠在一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)時(shí)間相關(guān)外，MSO2000系列提供了大量的功能，幫助工程師縮短設(shè)置和調(diào)試設(shè)計(jì)所用的時(shí)間，從而可以更快地向市場(chǎng)上推出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。這些功能包括：

§   P6316混合信號(hào)示波器探頭

§   下一代數(shù)字波形顯示

§   并行總線觸發(fā)和分析

§   多通道建立時(shí)間和保持時(shí)間觸發(fā)

§   Wave Inspector控制

1.      P6316混合信號(hào)示波器探頭

由于可以支持高達(dá)20條通道，與傳統(tǒng)示波器相比，通道設(shè)置可能會(huì)耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。這一過程包括探測(cè)被測(cè)設(shè)備，標(biāo)記通道，在屏幕上確定通道位置。由于獨(dú)特的數(shù)字探頭設(shè)計(jì)，MSO2000系列簡(jiǎn)化了這一過程。

在某些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的MSO產(chǎn)品中，邏輯探頭連接在儀器背面，大多數(shù)用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的連接在查看和接觸起來相當(dāng)困難。相比之下，P6316探頭把全部16個(gè)數(shù)字信號(hào)放到儀器前面板的一個(gè)輸入連接器上。通過使用前面板連接器，可以簡(jiǎn)便地連接及從示波器上斷開P6316探頭。

8通道適配夾支持長(zhǎng)距離

探頭的16條通道分成兩個(gè)8通道“適配夾”。適配夾通過一條長(zhǎng)2-¾英尺(84厘米)的扁平帶狀電纜連接到示波器上。重要的是，帶狀電纜和各條通道引線都“足夠軟”，管理簡(jiǎn)便，不易弄亂。有了這種方案，工程師現(xiàn)在可以探測(cè)相距較遠(yuǎn)5英尺(152厘米)的測(cè)試點(diǎn)，即便接入電路板或系統(tǒng)不同區(qū)域中的信號(hào)也相當(dāng)簡(jiǎn)單。

色碼消除混淆

色碼可以準(zhǔn)確無誤地把每一個(gè)適配夾通道捆到示波器顯示畫面上的對(duì)應(yīng)曲線上。一個(gè)適配夾中8條通道的每一條都根據(jù)適配夾底座和探頭頭部的電阻器色碼進(jìn)行標(biāo)注。在MSO2000系列顯示屏上，標(biāo)明通道軌跡的標(biāo)簽也會(huì)出現(xiàn)相同的顏色。

2.      下一代數(shù)字波形顯示

在MSO2000上，能夠通過顏色來簡(jiǎn)單地識(shí)別數(shù)字波形的邏輯狀態(tài)，而不必調(diào)節(jié)任何旋鈕。當(dāng)邏輯狀態(tài)是高時(shí)，波形顏色是綠色；當(dāng)邏輯狀態(tài)是低時(shí)，波形顏色是藍(lán)色。當(dāng)我們聚焦到一個(gè)數(shù)字通道在整個(gè)顯示屏中總是處于相同狀態(tài)的點(diǎn)時(shí)這個(gè)功能特別有用，可以顯示邏輯狀態(tài)是高還是低。這種信號(hào)顏色可以加快分析結(jié)果，同時(shí)使錯(cuò)誤減到較小。

圖1  MSO2000上顯示的白邊提示用戶放大以獲得更多細(xì)節(jié)。

在樣點(diǎn)之間有不確定性時(shí)，MSO2000系列在跳變點(diǎn)周圍顯示白邊。這就如同一個(gè)圖像提示，可以提醒工程師，在下次采集時(shí)通過提高采樣率可以發(fā)現(xiàn)頻率更高的信號(hào)。

3.      并行總線觸發(fā)和分析

許多工程師用了無數(shù)個(gè)小時(shí)，在示波器上解碼系統(tǒng)總線活動(dòng)，其一般需要評(píng)估每個(gè)時(shí)鐘邊沿上的數(shù)據(jù)線和地址線狀態(tài)。MSO2000系列能夠創(chuàng)建并行總線，簡(jiǎn)化了這一工作。通過指定哪些通道是時(shí)鐘線、哪些通道是數(shù)據(jù)線，用戶可以創(chuàng)建并行總線顯示，自動(dòng)解碼總線內(nèi)容，如圖2所示。

MSO2000系列可以同時(shí)定義和顯示較多兩條并行總線，允許工程師輕松查看解碼的并行總線數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化。此外，用戶可以觸發(fā)特定總線數(shù)據(jù)值。另外，Wave Inspector的搜索功能可以搜索長(zhǎng)數(shù)字采樣，簡(jiǎn)化了對(duì)感興趣的數(shù)字事件和模擬事件的識(shí)別能力。

圖2 MSO2000系列并行總線顯示。

嵌入式系統(tǒng)通常既有串行總線，又有并行總線。在發(fā)生系統(tǒng)級(jí)問題時(shí)，工程師必須追蹤代碼在硬件中的執(zhí)行情況。軟件工程師或硬件工程師可以使用MSO2000系列，簡(jiǎn)便地監(jiān)測(cè)較多兩條I²C、SPI、RS-232、CAN、LIN和并行總線，確定問題根源。例如，可以在觸發(fā)FPGA數(shù)據(jù)輸出的同時(shí)，監(jiān)測(cè)兩條I²C總線。由于能夠創(chuàng)建任意組合的并行總線和串行總線，工程師獲得了巨大的靈活性，可以了解被測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況。

4.      多通道建立時(shí)間和保持時(shí)間觸發(fā)

測(cè)量建立時(shí)間和保持時(shí)間是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的一項(xiàng)常見任務(wù)。建立時(shí)間是時(shí)鐘活動(dòng)邊沿前同步輸入必須穩(wěn)定的時(shí)間，保持時(shí)間則是在時(shí)鐘活動(dòng)邊沿后同步輸入必須穩(wěn)定的時(shí)間。

圖3 數(shù)字信號(hào)的建立時(shí)間和保持時(shí)間定義。

測(cè)試建立時(shí)間和保持時(shí)間違規(guī)通常是一個(gè)耗時(shí)非常長(zhǎng)的挑戰(zhàn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)示波器只允許工程師一次查看一條數(shù)據(jù)線。這對(duì)簡(jiǎn)單的JK觸發(fā)可能足夠了，但如果要測(cè)試8位或16位總線，那么需要重復(fù)執(zhí)行相同的任務(wù)，檢驗(yàn)總線的每個(gè)位，一次只能檢驗(yàn)一個(gè)位。MSO2000系列提供了多通道建立時(shí)間和保持時(shí)間觸發(fā)。現(xiàn)在，用戶可以一次監(jiān)測(cè)、調(diào)試和測(cè)試整個(gè)并行總線，而不是一次一個(gè)位。

5.      Wave Inspector控制

MSO2000系列可以在兩條或四條模擬通道的每一條及16條數(shù)字通道的每一條上采集高達(dá)1M點(diǎn)。這種長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度對(duì)以高分辨率捕獲長(zhǎng)時(shí)間窗口異常重要，但它也帶來了自己的一系列挑戰(zhàn)。如果沒有實(shí)用工具處理數(shù)據(jù)，采集數(shù)千屏幕的信息又有什么用呢？MSO2000系列提供了完整的一系列功能/工具，可以迅速搜索和導(dǎo)航這些長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度采集。

總結(jié)

MSO2000系列在方便、緊湊和操作簡(jiǎn)便的示波器平臺(tái)基礎(chǔ)上，增加了16條數(shù)字通道和總線解碼功能，簡(jiǎn)化了混合信號(hào)設(shè)計(jì)的調(diào)試工作，而沒有與邏輯分析儀高級(jí)功能有關(guān)的復(fù)雜性，更重要的是提供了入門級(jí)價(jià)格。