数字信号的测量分析
数字信号是用来传达特定数字值的信号,最简单、常见的是二进制信号,示波器判定过程为低于门限的值表示为“0”,高于门限的值表示为“1”,门限电平决定着怎样判决输入信号。
图5:数字信号判决过程
鼎阳科技示波器产品系列的数字通道功能可进行自定义逻辑门限设置,除此之外,可设置的逻辑电平包括TTL、CMOS、LVCMOS 3.3V、LVCMOS 2.5V。
图6 逻辑门限设置
捕获了数字信号后,用户需要分析信号,更好地了解底层原因,鼎阳科技多款示波器的自动测量、统计和光标等波形分析工具可以协助快速了解事件特点、诊断问题。
串行总线解码
在数字电路测试中,解码是将捕获的数字信号转换为可读的信号表示形式的过程,这有助于工程师更好地理解电路中的数据传输和处理方式,进而对电路的功能和性能进行分析和评估。
示波器在数字电路测试中扮演着关键角色,它不仅能够捕获电路中的数字信号,还能通过内置的解码功能将信号转换为可读的格式,这大大简化了工程师对信号的分析过程,提高了测试效率。
鼎阳科技示波器可提供多种总线协议的触发与解码功能,例如I2C、SPI、UART、CAN、LIN协议等,其能够准确地捕获接口总线上的电信号,并以波形的方式直观展示出来,可同时观察多个信号线的总线系统,进行信号间的时序关系分析,更加深入地了解接口总线的通信情况,确保接口的稳定性和性能达到设计要求。
图7 SPI解码结果
数字电路设计中的抖动测量
抖动(Jitter)是信号沿相对其理想位置的偏移量,在高速数字电路测量中,通常关心的是高频抖动。
抖动是数字信号,特别是高速数字信号非常重要的一个概念,越是高速的信号,其周期越短,对于抖动的要求就越严格。
对于复杂的数字信号来说,除了关心其抖动的RMS值以及峰峰值以外,还会关心该抖动的不同组成成分,因为不同成分的抖动对于数字电路的影响是不一样的,相应的应对手段也不一样,比如很多高速总线都会对高速数字信号的随机抖动成分、周期性抖动、数据相关抖动等进行进一步的分解和研究。
鼎阳科技部分示波器系列产品可提供抖动分析选件,可以对数字信号的多种抖动参数进行测量,并且基于TIE数据对抖动进行分解,对各种抖动分量进行时域和频域上的解析。
图8 抖动的分解
抖动分解完成后,在对RJ估计正确的情况下,可以通过有限样本的抖动测量值来估计任意误码率下的TJ,以节省测试时间;对各组成分量的形成原因的分析,可以在测量到某分量时反推到形成原因,有利于快速定位问题。
图9 示波器抖动分析界面
总结
鼎阳科技示波器的多款功能在数字电路测试中可以发挥重要作用,特别是高带宽、高采样率产品,即使在测量高频信号时,也能保证信号的真实还原,捕获高速瞬态信号,从而快速、准确地发现和定位问题。