数字荧光示波器与示波器技术的发展.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流数字荧光示波器与示波器技术的发展.精品文档.数字荧光示波器与示波器技术的发展1DPO的特点 数字荧光示波器DPO（DigitalphosphorOscilloscopes）是Tektronix公司新推陈出新出的一种示波器平台，它具有数字存储示波器DSO（DigitalStorageOscilloscopes）的各种传统优点，从数据存储到先进的触发功能，样样俱全，同时，它也具有模拟实时示波器ART（AnalyzedRealTime）的明暗显示和实时特性，能以数字形式产生显示效果优于模拟示波器CRT（CathodeRayTube）的亮度渐次变化的

2、化学荧光效果。 DPO在示波器技术上有了新的突破，能够实时显示、存储和分析复杂信号，利用三维信息（振幅、时间性及多层次辉度，用不同的辉度显示幅度分量出现的频率）充分展现信号的特征，尤其采用的数字荧光技术，通过多层次辉度或彩色能够显示长时间内信号的变化情史。 DSO的自动测量和波形存储功能曾令许多工程师尺叹不已，但人们不久就发现DSO在测量具有低频调制的高频信号时，由于其无法克服的混叠失真问题，其谬之千里的显示结果又让人想到ART示波器的好处。 DPO不仅具有ART示波器的实时明暗度无混叠显示能力，而且有DSO的自动测量及波形存储功能，在避免二者不足方面，还有很大的改进。主要表现在： （1）快速

3、波形捕获速率和超强显示能力 数字荧光显示技术的应用使DPO能以不同的灰度或色彩同时显示信号的多幅图像。DPO每秒钟表可记录200000幅波形，其信号数据比一般的DSO多1000倍，每次可捕获500000幅波形，这种快速波形捕获速率结合高超的显示能力，使DPO具有分析信号任何细节的性能。 （2）连续高速采样能力 通常DSO因处理显示数据在显示两幅波形之间有8ms的停滞时间，即使采用了instavuTM采样技术的DSO这一时间也只能降低到1.7s，ART示波器在回扫时间内也不能捕捉波形信息而DPO能始终以最高采样率对几十万幅波形连续采样，克服了其它示波器存在的停滞进间问题。DPO的采样率一般每秒有

4、几个109次数，如此高的采样率允许示波器有更大的带宽。 2DPO的工作原理 数字荧光示波器的原理框图如图1所示，核心部件是由专用集成电路（ASIC）构成的DPX波瑚成像处理器。 与DSO一样，输入信号首先经放大和A/D变换后得到信号的采样值，采样值经过DPX波形成像处理器的处理后形成一幅具有500*200像素、包含波形三维信息的完整流器波形图，在不间断捕获过程的情况下，DPX成像处理器每秒向波形显存储器发送30幅波形图，在微处理器的控制下，根据显示存储器的内容，在显示屏上得到采集到的波形图。实现信号数字化图形化显示这样一种波形显示方式。与此同时，微处理器以并行方式执行自动测量及运算功能。由于D

5、PO的数据采集和显示体系分别独立运行，使得示波器能够在处理显示所需数据的同时，保持最高波形捕获速率，这意味着示波器能不间断地捕捉波形的所有细节。 DPX由数据采集器和称为数字荧光器的动态三维数据库组成，它将光栅化功能（波莆图像化）与快速波形捕获速率有机地结合实际在一起，以500*200整数阵列累积信号信息，阵列中的每一个整数都代表DPO显示中的一个像素，其数值的不同甘共苦导致显示像点的亮度或色彩不同，随着信号不断地采样，这一阵列也不断得以更新，但与DSO不同，一个显示周期（一幅波形图）完成后，新显示周期的采样值并不冲掉上次显示周期的数据，如果两次采样植具有相同的显示点，则只改变对应阵列点的值勤

6、，这样多幅波形图就可累积显示。当多幅波形图导致的显示点不同时，阵列中各点的数据就不同，因此波形显示亮度最高，偶尔出现的其它波形信息会以较低亮度得到显示。 DPO工期作时以最大速率连续采样，利用采样之间的最小时间间隔发和生成一幅幅的波形图，像ART示波器一样（由于DPO应用深度三维数据库保存灰度信息，过去的波形信息并不丢失），可以观察到长时间内信号的变化情况。 3DPO的应用 DPO功能强大可以完成复杂信号的捕获、显示、分析，加上灵活的角发方式和自动数字测量功能使其成为测量领域的佼佼者。常用的TDS3000系列采样率为1.25-5GS/s，带宽显100500MHz，TDS500/700系列的采样

7、率为24GS/s，带宽为0.52GHz.DPO有这样优越的性能，当然不会有低廉的价格。为充分发挥DPO的性能，它主要用于复杂信号弹的检测。 （1）视频应用环境的信号检测 这类测量领域面对的是由快速脉冲组成的长帧信号，DSO为了捕获整个信号的包络，只能使用较慢的采样率，俚较慢的采样率会因缺少波形数据而产生混叠失真：ART示波器可显示波轮廓，但不具备测量和分析功能，DPO尤其适合对这类信号的检测。类似的信号如磁盘、光盘等到的读出信号。 （2）无线通讯设备中复杂数字调制信号的检测 这类信号的复杂程度表现为非周期性信号，ART示波器上只能得到无法辩认的模模糊糊的一条光带，DSO因存储深度有限难以提供有

8、价值的信息，此时可发挥DPO的多幅波形捕获能力。 （3）稀有事件重复频率的检测 这是DPO的数字荧光技术带来的突出性能，通过观察多幅波形中稀有事件的显示亮度就可知在某段时间内出现的频度，必要时甚至可直接调出三维数据库中的波形数据进行详细统计。盘点示波器种类以及示波器选购指南示波器是一种图形显示设备，它描绘电信号的波形曲线。这一简单的波形能够说明信号的许多特性：信号的时间和电压值、振荡信号的频率、信号所代表电路中“变化部分”信号的特定部分相对于其它部分的发生频率、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的直流成份（DC）和交流成份（AC）、信号的噪声值和噪声随时间变化的情况、比较多个波形信号等。示波

9、器种类:一、模拟示波器。二、数字示波器。三、数字荧光示波器。四、基于PC的数字示波器五、手持数字示波器。、示波器的发展过程初期主要为模拟示波器廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代，雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具，泰克成功开发带宽10MHz的同步示波器，这是近代示波器的基础。五十年代半导体和电子计算机的问世，促进电子示波器的带宽达到100MHz。六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献，出现带宽6GHz的取样示波器、带宽4GHz的行波示波管、1GHz的存储示波管；便携式、插件式示波器成为系列产品。七十年代模拟式电子示波器达到高峰，行谱系列非常完整，带宽1GHz

10、的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平，为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。模拟示波器从此没有更大的进展，开始让位于数字示波器，英国和法国甚至退出示波器市场，技术以美国领先，中低档产品由日本生产。 模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和预前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器逐渐从前台退到后台。但是在发展初期模拟示波器的某些特点，却是数字示波器所不具备的

11、： 操作简单：全部操作都在面板上可以找到，波形反应及时，数字示波器往往要较长处理时间。 垂直分辨率高：连续而且无限级，数字示波器分辨率一般只有8位至10位。 数据更新快：每秒捕捉几十万个波形，数字示波器每秒捕捉几十个波形。 实时带宽和实时显示：连续波形与单次波形的带宽相同，数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。 简而言之，模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形，在规定的带宽内可非常放心进行测试。人类五官中眼睛视觉神经十分灵敏，屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断，细微变化都可感知。因此，刚开始模拟示波器深受使用者的欢迎。中期数字示波器独领风骚八十年代的数

12、字示波器处在转型阶段，还有不少地方要改进，美国的TEK公司和HP公司都对数字示波器的发展作出贡献。它们后来停产模拟示波器，并且只生产性能好的数字示波器。进入九十年代，数字示波器除了提高带宽到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模拟示波器。出现所谓数字示波器模拟化的现象，换句话说，尽量吸收模拟示波器的优点，使数字示波器更好用。数字示波器首先在取样率上提高，从最初取样率等于两倍带宽，提高至五倍甚至十倍，相应对正弦波取样引入的失真也从100%降低至3%甚至1%。带宽1GHz的取样率就是5GHz/s，甚至10GHz/s。其次，提高数字示波器的更新率，达到模拟示波器相同水平，最高可达每秒40万个波形

13、，使观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲的能力大为增强。再次，采用多处理器加快信号处理能力，从多重菜单的烦琐测量参数调节，改进为简单的旋钮调节，甚至完全自动测量，使用上与模拟示波器同样方便。最后，数字示波器与模拟示波器一样具有屏幕的余辉方式显示，赋于波形的三维状态，即显示出信号的幅值、时间以及幅值在时间上的分布。具有这种功能的数字示波器称为数字荧光示波器或数字余辉示波器即数模兼合。数字示波器要有模拟功能模拟示波器用阴极射线管显示波形，示波管的带宽与模拟示波器的相同，亦即示波管内电子运动速度与信号频率成正比，信号频率越高电子速度越快，示波管屏幕的亮度与电子束的速度成反比，低频波形的亮度高，高频波形的亮度低

14、。利用荧光屏幕的亮度或灰度容易获得信号的第三维信息，如用屏幕垂直轴表示幅度，水平轴表示时间，则屏幕亮度可表示信号幅度随时间分布的变化。这种与时间有关的荧光余辉（灰度定标）效应对观察混合波形和偶发波形十分有效，模拟存储示波器就是这种专用示波器的代表产品，最高的性能达到800MHz带宽，可记录到1ns左右的快速瞬变偶发事件。数字示波器缺少余辉显示功能,因为它是数字处理，只有两个状态，非高即低，原则上波形也是“有”和“无”两个显示。为达到模拟示波器那样的多层次亮度变化，必须采用专用图象处理芯片，例如TEK公司采用DPX型处理器芯片，具有数据采集、图象处理和存储等多项功能，DPX芯片由130万个晶体管

15、组成，采用0。65m的CMOS工艺，并行流水结构，取样率高。它既是数据采集芯片，同时也是光栅扫描器，模拟示波管屏幕荧光体的发光特性，用16级亮度分级，将波形存储在500200像素的LCD单色或彩色显示屏上，每1/30秒更新一次。由于模拟存储示波器只能依靠照相底片记录波形，对数据保存并不方便，而数字荧光示波器是数字处理的显示，数据记录、处理、保存都十分方便。例如用红色表示出现几率最高的波形，兰色表示出现几率最低的波形，达到一目了然。由于数字示波器已经达到4GHz以上带宽的水平，配合荧光显示特性，总的性能优于模拟存储示波器。数字荧光示波器数字荧光示波器（DPO）为示波器系列增加了一种新的类型，能实

16、时显示、存贮和分析复杂信号的三维信号信息：幅度、时间和整个时间的幅度分布。 DSO采用串行处理的体系结构捕获、显示和分析信号；相对而言，DPO为完成这些功能采用的是并行体系结构，如图一、二所示。并行结构和基于ASIC硬件的处理技术，使数字荧光示波器能够捕捉到当今复杂的动态信号中的全部细节和异常情况，并以人类的眼睛的接受速度显示出来。普通数字示波器要观察偶发事件需要使用长时间记录，然后作信号处理，这种办法会漏掉非周期性出现的信号和不能显示出信号的动态特性。数字荧光示波器能够显示复杂波形中的微细差别，以及出现的频繁程度。例如观察电视信号，既有行扫描、帧扫描、视频信号和伴音信号，还要记录电视信号中的

17、异常现象，对于专业人员和维修人员都是同样重要的。例。TEK公司的TDS3000系列数字荧光示波器提供多种测试模块，可以从前面板右上角插入六种模块。例如触发模块可作逻辑状态、逻辑图形触发，以及脉冲参数（上升、下降沿、宽度、周期等）；电视模块专用于多种制式的（NTSC、PAL和SECAM）波形记录；快速傅里叶变换（FFT）模块可快速显示信号的频率成分和频谱分布，既可分析脉冲响应，亦可分析谐波分布，并且识别和定位噪声和干扰来源。还有高级分析模块和极限测试模块。TDS3000系列示波器是便携式的，重量不到7磅，可由电池供电，特别适于现场使用。自从示波器问世以来，它一直是最重要、最常用的电子测试工具之一

18、；由于电子技术的发展，示波器的能力也在不断提升，其性能与价格也五花八门，市场参差不齐，本文从多方面阐述您如何选择示波器。了解您的信号？您要知道您用示波器观察什么？既您要捕捉并观察的信号其典型性能是什么？您的信号是否有复杂的特性？您的信号是重复信号还是单次信号？您要测量的信号过渡过程带宽，或者上升时间是多大？您打算用何种信号特性来触发短脉冲、脉冲宽度、窄脉冲等？您打算同时显示多少信号？模拟还是数字？参见前面的示波器发展。总之，传统的观点认为模拟示波器具有熟悉的面板控制，价格低廉，因而总觉得模拟示波器“使用方便”。但是随着A/D转换器速度逐年提高和价格不断降低，以及数字示波器不断增加的测量能力和实

19、际上不受限制的各种功能，数字示波器已独领风骚。带宽如何？带宽一般定义为正弦输入信号幅度衰减到-3dB时的频率，即70。7%，带宽决定示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加，示波器对信号的准确显示能力将下降，如果没有足够的带宽，示波器将无法分辨高频变化。幅度将出现失真，边缘将会消失，细节数据将被丢失。如果没有足够的带宽，得到的关于信号的所有特性，响铃和振鸣等都毫无意义。一个决定您所需要的示波器带宽有效的经验法则是“5倍准则”；即将您要测量的信号最高频率分量乘以5。这将会使您在测量中获得高于2%的精度。 在某些应用场合，您不知道你的感兴趣的信号带宽，但是您知道它的最快上升时间，大多数字示波

20、器的频率响应用下面的公式来计算关联带宽和仪器的上升时间：Bw=0。35/信号的最快上升时间。带宽有两种类型：重复（或等效时间）带宽和实时（或单次）带宽。重复带宽只适用于重复的信号，显示来自于多次信号采集期间的采样。实时带宽是示波器的单次采样中所能捕捉的最高频率，且当捕捉的事件不是经常出现时要求相当苛刻。实时带宽与采样速率联系在一起。由于更宽的带宽往往意味着更高的价格，因此应对照你的预算来评定通常要观察信号的频率成分。采样速率怎样？定义为每秒采样次数（S/s），指数字示波器对信号采样的频率。示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就高，重要信息和事件丢失的概率就越小。如果需要观测较长时

21、间范围内的慢变信号，则最小采样速率就变得较为重要。为了在显示的波形记录中保持固定的波形数，需要调整水平控制按钮，而所显示的采样速率也将随着水平调节按钮的调节而变化。如何计算采样速率？计算方法取决于所测量的波形的类型，以及示波器所采用的信号重建方式。为了准确地再现信号并避免混淆，奈奎斯定理规定：信号的采样速率必须不小于其最高频率成分的两倍。然而，这个定理的前提是基于无限长时间和连续的信号。由于没有示波器可以提供无限时间的记录长度，而且，从定义上看，低频干扰是不连续的，所以采用两倍于最高频率成分的采样速率通常是不够的。实际上，信号的准确再现取决于其采样速率和信号采样点间隙所采用的插值法。一些示波器

22、会为操作者提供以下选择：测量正弦信号的正弦插值法，以及测量矩形波、脉冲和其他信号类型的线性插值法。有一个在比较取样速率和信号带宽时很有用的经验法则：如果您正在观察的示波器有内插（通过筛选以便在取样点间重新生成），则（取样速率/信号带宽）的比值至少应为41。无正弦内插时，则应采取101的比值。屏幕刷新率多快？所有的示波器都会闪烁。也就是说，示波器每秒钟以特定的次数捕获信号，在这些测量点之间将不再进行测量。这就是波形捕获速率，也称屏幕刷新率，表示为波形数每秒（wfms/s）。采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内，采样输入信号的频率;波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。波形捕获速率取决于示波

23、器的类型和性能级别，且有着很大的变化范围。高波形捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特性，并能极大地增加示波器快速捕获瞬时的异常情况，如抖动、矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的概率。数字存储示波器（DSO）使用串行处理结构每秒钟可以捕获10到5000个波形。DPO数字荧光示波器采用并行处理结构，可以提供更高的波形捕获速率，有的高达每秒数百万个波形，大大提高了捕获间歇和难以捕捉事件的可能性，并能让您更快地发现信号存在的问题。存储深度是多少？存储深度是示波器所能存储的采样点多少的量度。如果您需要不间断的捕捉一个脉冲串，则要求示波器有足够的存储器以便捕捉整个事件。将所要捕捉的时间长度除以精确重现信号所须

24、的取样速度，可以计算出所要求的存储深度，也称记录长度。 在正确位置上捕捉信号的有效触发，通常可以减小示波器实际需要的存储量。存储深度与取样速度密切相关。您所需要的存储深度取决于要测量的总时间跨度和所要求的时间分辨率。现代的示波器允许用户选择记录长度，以便对一些操作中的细节进行优化。分析一个十分稳定的正弦信号，只需要500点的记录长度；但如果要解析一个复杂的数字数据流，则需要有一百万个点或更多点的记录长度。要求何种触发？示波器的触发能使信号在正确的位置点同步水平扫描，决定着信号特性是否清晰。触发控制按钮可以稳定重复的波形并捕获单次波形。大多数通用示波器的用户只采用边沿触发方式，您可能发现拥有其它

25、触发能力在某些应用是有益的。特别是对新设计产品的故障查寻。先进的触发方式可将所关心的事件分离出来，从而最有效地利用取样速度和存储深度。现今有很多示波器，具有先进的触发能力：您能根据由幅度定义的脉冲（如短脉冲），由时间限定的脉冲（脉冲宽度、窄脉冲、转换率、建立/保持时间）和由逻辑状态或图形描述的脉冲（逻辑触发）进行触发。扩展和常规的触发功能组合也帮助显示视频和其它难以捕捉的信号，如此先进的触发能力，在设置测试过程时提供了很大程度的灵活性，而且能大大地简化工作。有多少通道？您需要的通道数取决于您的应用。对于通常的经济型故障查寻应用来说，需要的是双通道示波器。然而，如果要求观察若干个模拟信号的相互关

26、系，将需要一台4通道示波器。许多工作于模拟与数字两种信号的系统的工程师也考虑采用4通道示波器。还有一种较新的选择，即所谓混合信号示波器，它将逻辑分析仪的通道计数及触发能力与示波器的较高分辨率综合到具有时间相关显示的单一仪器之中。您能发现这些难以捉摸的异常现象吗？三个主要因素影响着示波器显示日常测试与调试中所遇到的未知和复杂信号的能力：屏幕更新速率、波形捕获方式、和触发能力。波形捕获模式有以下几种：采样模式、峰值检测模式、高分辨率模式、包络模式、平均值模式等。总之更新速率给您关于示波器对信号和控制的变化反应有多快的概念，而峰值检测有助于在较慢的信号中捕捉快速信号的峰值。最好的办法是看看示波器对您

27、的信号处理情况，观察一下更新速率和峰值检测的反应，以确信这些功能并未因其它方面缺乏灵活性而受到损害。 示波器的指标精度如何？示波器的指标有很多：如垂直灵敏度、扫描速度、增益精度、时间基准、垂直分辨率、保修期等。确定所需要的分析功能？数字示波器的最大优点是它们能得到的数据进行测量，且按一下按钮即可实现各种分析功能。虽然可利用的功能因厂家和型号而异，但它们一般包括诸如频率、上升时间、脉冲宽度等等的测量。某些数字示波器还提供快速傅里叶变换（FFT）功能。探头和附件如何？容易忘记的一点是，当安上探头时，它就成为电路的一部分了。结果它将造成电阻性、电容性和电感性负载，使示波器呈现出与被测对象不同的测量结

28、果。因此，针对不同应用应备有适当的探针，然后选择其中一种，使负载效应最小，使信号得到最精确的复现。由于SMT元件的发展，连接更因难。您能不费力地使用这台示波器吗？很显然，如果您不能访问各种功能，或者要花很多时间去学习它们，那么您的示波器将价值不大。示波器的数据管理和连接性怎样？对测量结果的分析是非常重要的。将信息和测量结果在高速通信网络中便捷地保存和共享也变得日益重要。示波器的互联性提供对结果的高级分析能力并简化结果的存档和共享。一些示波器通过标准的接口（GPIB、RS-232、USB、以太网）和网络通信模式提供一系列的功能和控制方式。示波器是否可具有扩展性？示波器应该能够不断地适应需求的变化

29、。一些示波器可以随机扩展： 增加通道的内存以分析更长的记录长度 增加面对具体应用的测量功能 有一整套兼容的探头和模块，加强示波器的能力 同通用第三方的Windows兼容的分析软件协同工作 增加附件，如电池组和机架固定件等。DPO3000系列数字荧光示波器(DPO) 4000系列拥有的优势特性。新推出的DPO3000为嵌入式设计应用中使用的最流行的串行总线提供了触发和解码支持。此外，新型示波器提供了5M的标配记录长度，使用流行的Wave Inspector导航和搜索控制功能，简化了查找所需事件的过程。新的便携式DPO3000简化了调试工作，在性能、性价比和简易性操作方面创立了新的标准。事实上当前

30、设计和生产的所有电子产品几乎都属于嵌入式系统，其中可能包含微处理器、微控制器、DSP、RAM、闪存、EPROM、FPGA、A/D、D/A及其它I/O。嵌入式系统设计正越来越多地用串行总线代替内部并行总线，如I2C、SPI和CAN。在串行总线上，一个信号可以包括地址、控制、数据和时钟信息；其复杂性给设计工程师在调试上带来了重大挑战。DPO3000系列为行业标准串行总线如I2C、SPI、RS-232/422/485/UART、CAN和LIN的测试难题提供了最完整的一套工具。“通过革新性的功能，如Wave Inspector，及全方位支持嵌入式设计中常用的串行数据标准，DPO3000系列示波器将满足

31、设计工程师紧迫的调试需求。”泰克公司经济型示波器产品线副总裁兼总经理Bob Bluhm说，“由于提供了许多与同级别产品相比而言的最佳功能，DPO3000为工程师更迅速、高效地找出晦涩的设计问题，并按期完成产品开发提供了理想选择。”以高分辨率捕获有意义的串行数据需要更长的记录，而更长的记录则允许工程师用更少的时间调节触发。为此，DPO3000标配5M的深存储器。但是，长记录通常表示相当于信号活动的几千个屏幕，使得迅速找到设计问题的特定信息极为不易。DPO3000系列Wave Inspector能够简单高效地从中提取所需答案。Wave Inspector为直观的控制缩放和卷动功能提供了一个专用的两

32、级前面板旋钮。通过可调节的播放/暂停功能，客户在查找感兴趣的事件时可以自动滚动屏幕上的波形。Wave Inspector还可以搜索采集，自动标记发生的所有用户指定事件，并在这些事件之间轻松导航。通过Wave Inspector，DPO3000为迅速找到和解决棘手的问题提供了简便易用的工具。在今天的数字世界，嵌入式系统比以往任何时候都更为复杂。使用速度更快、功耗更低的设备和功能更强大的电路，工程师需要考虑信号完整性问题。在调试和验证过程中，大部分数字电路失效可以追溯到信号完整性问题。本文将讨论如何使用逻辑分析仪的特性和功能来解决这些和时序相关的问题，以快速、方便地找到设计问题的根源。 探测的考虑

33、 在你的设计电路中布置合适的探测点对于后期的调试工作具有至关重要的作用。有了合适的探测点，你可以把不同位置的信号时序问题关联起来，查看总线的运行情况，并分析硬件和软件接口。因此寻找问题根源的第一步就是信号的探测。 确定好测试点后，下一步就是挑选探头，探头的特性对于测量非常重要，总电容负载偏高的探头可以改变系统性能并带来（或隐藏）时序问题。尤其在高速系统，偏高的探头电容负载可能导致被测系统(SUT)无法正常运行。因此，尽可能选择较小的总电容负载探头。 探头电容一般会拉长信号边沿时间，如图1所示。该边沿的转换速度变慢,时间大约为t，而较慢的边沿经过逻辑电路后，将在被测系统中引入时序问题。随着时钟频

34、率增加，这个问题变得更加严重。图1逻辑分析仪探头的阻抗影响信号的上升时间和时序测量TDS3000B系列数字荧光示波器（DPO）以低价位提供无与伦比的性能和便携性TDS3000B 系列示波器将数字荧光波形采集技术、自动异常检测功能、网上遥控功能和7 个应用模块集于一体，而轻巧的外形和可用电池供电的能力使其设计趋于完美。DPO 技术将复杂信号的检测提高到新水平数字荧光示波器能够实时显示、存储和分析信号的三维信息，即振幅、时间和随时间变化的振幅分布情况。其快速波形捕获和更新率可使DPO更快地捕获并显示不常见的波形或波形变化情况。其亮度层次彩色显示功能可提供信号幅度和宽度方面的出现频率信息。这将有助于

35、用户寻找并鉴定那些在传统的数字存储示波器上看不到的波形异常变化。增强的排障能力WaveAlert TM 波形异常检测功能可帮助用户以更快的速度寻找那些难以捕获的问题，从而加快进行故障排除任务。WaveAlert可在所有通道上监视输入信号，检测并突出显示任何与捕获的正常波形相偏离的异常波形。由于TDS3000B 型示波器能在检测到异常波形时停止采集、以音响报警、打印硬拷贝或保存波形，所以用户甚至可在无人看守的情况下进行长时间的测试，以寻找那些极其隐藏、不常出现的故障。e*Scope TM 网上遥控功能e*Scope 意味着用户可从任何地方通过因特网和PC 机控制 TDS3000B 示波器。用户只

36、需通过内置的以太网端口将TDS3000B 示波器连接到局域网(LAN)、打开PC 机的浏览器窗口、在地址窗口中输入TDS3000B示波器的 IP 地址，就可在网上进行遥控作业。示波器的回应将使用户能够从浏览器对其进行控制。用户还可将e*Scope控制软件下载到 PC 机，通过图形界面显示并使用TDS3000B 示波器的屏幕和前面板控制。灵活机动 处处可用TDS3000B 系列示波器体积小巧、便于携带、可用电池供电，所以可在任何需要的地方使用。安装电池后，其重量还不到5 公斤。即便是在现场工作，也可通过选购的插入式热敏打印机当场打印测量结果。用户还可通过选购的应用模块轻而易举地使TDS3000B

37、 系列示波器适用于具体应用需要。示波器可在通电后自动显示机上安装的模块。目前，可与TDS3000B系列示波器配套使用的应用模块共有7 种，其中包括：电信模板测试模块高级分析模块FFT 模块高级触发模块极限测试模块扩展视频模块601 串行数字视频模块此外，还有两种通信模块：10Base-T LAN/RS-232 模块GPIB/VGA/RS-232 模块并行端口(Centronics) 是该系列的标准配备。应用电信屏蔽测试模块TDS3TMT安装了电信屏蔽测试模块后,TDS3000B系列示波器即可成为一部用于电信标准相符性测试的合格/不合格(Pass/Fail)测试仪器。支持的ITU-T G.703

38、 (DS0 、DS1 、E1 、Clk 接口、DS2 、E2 、E3 以及 DS3速率)标准支持的ANSI T1.102 (DS1 、DS1A 、DS2 、DS3 和STS-1 速率)标准用示波器WaveStar TM 软件进行可自定义的屏蔽码编辑用通信信号适配器妥善地终接在测设备用 TDS3GV (GPIB) 或内置以太网通信模块设置TDS3000B 系列示波器的自动测试程序TDS3TMT 模块的典型应用在测试制造过程中的网络插卡时，其中一项最重要的考虑是示波器处理能力或吞吐量。DPO 的波形处理能力与硬件辅助的模板测试之结合一举突破了单通道和多通道设备的模板测试速度障碍。ALT触发模式可经

39、过一次设置，便可在所有通道上顺序相继触发，故可在多通道上实现快速测试。高级分析模块 TDS3AAMTDS3AAM 模块为TDS3000B 系列示波器增添了高级分析能力。用户可通过该模块将波形定义为各种任意的数学表达式，其中包括各种数学函数以及常数和测量值。TDS3AAM模块还增加了面积和周期面积(Area and CycleArea) 测量值、微分和积分函数、平均测量值以及测量统计功能。此外，TDS3FFT模块的FFT 能力也包含在内。用于频率和谐波分析的FFT 模块 TDS3FFTTDS3000B 系列示波器装上该模块后便可成为功能强大的排障工具，可用于：测试滤波器和系统的脉冲响应测量系统中

40、的谐波内容和失真情况识别并查找噪声和干扰源分析振动情况分析 50 和 60 Hz 电源线中的谐波此外，用户还可通过TDS3FFT 应用模块做下列分析和设置：将分析信号的最佳窗口与四种FFT窗口(矩形、汉明、汉宁以及勃勒克曼-哈里斯)相匹配分析重复性波形、单次波形和储存的波形；以 FFT 波形显示任何正在采集的信号、上次采集的信号或储存在参考存储器中的信号将 FFT 垂直标线设置为 dB 或线性RMS在屏幕上同时显示时域信号和 FFT波形，以帮助用户快速分析电路和系统问题TDS3FFT模块的典型应用在电源设计和分析作业中，检查电源负载电流中的谐波是一重要环节。用户可通过示波器的光标测量单个频率分

41、量的频率和幅度。高级触发模块TDS3TRGTDS3000B 系列示波器装上这一模块后，可为示波器增加逻辑和脉冲触发等高级触发能力。逻辑触发功能在数字电路的排障工作中，逻辑触发极为有用。当两个信号满足了布尔(Boolean) 触发条件时，示波器随即触发。该模块可提供模式和状态两种逻辑触发方式。模式触发对于数字逻辑电路排障工作而言，模式触发非常有用。当两个信号在逻辑上为真或伪时，示波器触发。基本而言，模式触发主要是在双输入的AND、OR 、NAND 或 NOR 逻辑门的输出上触发。用户可将时间限制条件和信号门限电平指定为触发条件的一部分。状态触发对于数字逻辑电路同步状态机排障工作而言，状态触发是很

42、有用的触发方式。如果在时钟信号跃迁为真时某状态信号为真或伪，示波器则触发。脉冲触发功能当信号满足某一定时或阈值条件时，脉冲触发功能便可触发示波器。该高级触发模块可提供三种脉冲触发方式：脉冲宽度、欠幅脉冲和转换速率。脉冲宽度(或毛刺)当信号脉冲宽度小于、大于、等于或不等于指定的脉冲宽度时，示波器触发。脉冲宽度触发对数字逻辑电路排障工作非常有用。欠幅脉冲当信号脉冲小于指定的门限电平时，欠幅脉冲功能将触发示波器。用户还可指定欠幅脉冲宽度参数。这种触发功能对于排除总线争用方面的故障非常有用。转换速率当信号的转换速率 (上升或下降时间)小于、大于、等于或不等于某一指定转换速率时，示波器触发。这种触发功能

43、可用于数字总线收发机、传输线路和运算放大器电路的排障工作。极限测试模块TDS3LIMTDS3LIM 模块可既快又简单地检测电路是否在设定参数内运行，对于需要快速决定Go/No-Go（是否通过）的重复性测试应用极为有用。用户可轻而易举地创建波形参考模板，以便与实时波形进行比较。用户还可将任何数量的输入通道与四种基准的任何组合相比较，并可选择TDS3000B示波器在波形偏离参考极限时所采取的操作，如停止采集、以音响示警、打印硬拷贝或将波形存入磁盘。扩展视频模块 TDS3VIDTDS3000B 系列示波器的所有机型都配备有NTSC 、PAL 和 SECAM （所有场或所有行）触发能力。TDS3VID

44、应用模块则以下列附加功能进一步扩展了这一基本视频触发能力。视频快捷菜单 (QuickMenu)该视频快捷菜单功能允许用户显示两组菜单，一个在屏幕下方，一个在边上。菜单中的各项视频功能可用于显示和测量广播标准波形，其中包括触发源、触发时间、视频刻度板和视频自动设置。视频自动设置自动设置功能可自动调整垂直、水平和视频触发设置，以在所有场和行上显示触发的视频波形。用户随后可以手动方式调整控制，以此优化显示。这一功能可通过视频快捷菜单(VideoQuickMenu) 和捕获 (Acquire) 菜单使用。定制视频定制视频功能允许用户指定自定义的水平扫描速率，以使示波器在非广播视频波形(如计算机显示器和

45、医疗设备显示器上使用的视频波形)上触发。上图所示为TDS3000B 示波器在26.2kHz 扫描速率上触发的情景。模拟 HDTV 功能TDS3VID 和 TDS3SDI 两个模块允许用户使用新兴的模拟 HDTV 标准。这两个模块可在一系列HDTV 格式范围上触发，其中包括 1080I 、1080p 、720p和 480p 。此外，还可在模拟HDTV 上使用带100和 75% 两种彩条刻度板的矢量示波器。行计数触发有时，用户往往需要就单行视频波形进行观察。例如，NTSC 信号中的节目编辑信息有时出现在 Line20 。行计数触发功能允许用户在任何特定行上触发，具体方法是滚动显示行编号，然后选取需

46、触发的行编号即可。场隔离场隔离 (Field Holdoff) 功能可用来指定重新启用触发前需处于等待状态的场编号。这一功能可使用户在单一场上触发（如NTSC的field 1 或 field 3 ），而不是field 1 和field 3 两个场。视频刻度板用户可通过视频刻度板将标准示波器刻度板改为IRE 或 mV ，可视信号格式而定。视频刻度板可简化视频波形的测量和分析过程。内置矢量示波器能力配备有 TDS3VID 模块的 TDS3000B 系列示波器可用作矢量示波器，并内置有100% 或75% 的彩条信号刻度板。用户可用该模块轻松地测量色度信号电平，并通过示波器的数字荧光显示器看到任何白平衡问题。具屏幕行选功能的视频图像模式配备有TDS3VID 模块的 TDS3000B 示波器可使用户迅速查看数字视频流后面的模拟视频，查看始发摄象机或其它源的单色图像，然后用屏幕行选(on-screenline select) 功能迅速移动到图像中的任一行。601 串行数字视频模块TDS3SDITDS3000B 系列示波器装上该模块后既可成为一件综合分析工具，用户可用其跟踪识别 ITU-RBT.601 视频信号，检查具代表性的模拟分量和复合波形，并用之分析码流情况。该模块包括TDS3VID 的各项能力以及下列功能：带屏幕行选的视频图像模式矢量示波器