通常,根据与发送器之间的距离,250 mV 至 950 mV 范围内的信号是可以接受的。低于 250 mVpp 的信号可能会引起现场总线设备中出现错误,需要进一步检查。
图 7:用于改变试验限值的设置屏
信号质量和噪声
在一般的术语中,总线上的信号被称为“数字信号”,似乎它们是瞬时完成从低到高的状态改变的。实际并不是这种情况。对于某些类型的网络,对信号转变的速度要求很高。
对于现场总线网络,对转变速度的要求不是那么高。但是,转变速度过慢可能最终会导致信号衰减,这是因为转变时间较长,脉冲的平坦顶部和底部不会稳定下来。出于这个原因,Fluke 125 手持示波表可记录脉冲的上升和下降时间,并显示出是否时间在预设或用户定义的限值范围内。
过慢的边沿转变可能表明干线网段过长,指定的电缆不正确或已损坏,或者某个终端器已断开或缺失。检查信号的转变时间会揭示出此参数沿网络存在的偏差,因此有助于发现硬件故障。
脉冲过冲也是对网络中超过技术参数的阻抗的一种指示。终端器断开或缺失或接线不正确可能会引起这种异常。因此,发生过度过冲时,需对硬件进一步监视。
如果网络从其他设备接收到噪声,则可能会引起信号的保真度降低,并以波形上产生噪声和边沿不稳定的形式表现出来。这种不稳定常常被称为“抖动”,它表明边沿的转变不是与系统定时精确相符。过多的抖动可能会导致通讯损失。
波形检查
Fluke 125 手持示波表所提供的另外一个分析功能是使用眼图模式来目视检查总线上的信号。选择了该模式后,Fluke 125 手持示波表的屏幕将显示总线上交流信号的波形。眼图在屏幕上采用了一种长时间余辉模式。在用户决定清除屏幕或改变仪表的操作模式之前,任何绘制的曲线都会保留在屏幕上。
这种专用的示波器模式可使用户深入探查总线活动性以及总体信号质量。(当然,要使示波器记录下曲线,总线上需要具有活动性。)
慢速改变的边沿不一定表明存在网络问题,但如果转变速度存在较大偏差,则需要进一步调查其原因。
如果仅偶然捕获到一个具有明显不同波形的曲线,则可能是因为某个设备存在硬件问题,或者没有正确为其供电。可通过对沿干线的几个不同点进行监视并考虑进正常信号衰减,来找到该设备的位置。