数字示波器使用及MIPI-DSI信号测量

  数字示波器大多数都用在时域波形测试，测量电压/电流随时间的变动情况，MIPI-DSI是MIPI联盟针对显示设备开发的标准接口协议，这里记录下本人学习数字示波器的使用和MIPI-DSI信号测试的一些总结。

  数字示波器的工作可大致分为以下几个部分，对表笔采集的信号做放大和衰减，ADC对信号进行模数转换，转换后的数据存储在高速缓存中，对信号进行重建和显示。前端的放大衰减电路决定了示波器的带宽，模数转换电路决定了示波器的采样率，而高速缓存则决定了示波器的存储深度，以下对这三个指标分别说明。

  信号在电路中传输会受到电容/电感的影响，以放大电路的频域响应说明，随着输入信号频率的增加，放大器的增益在高频区下降，以-3DB（20Log（A1/A0））对应频率定义为其带宽，示波器的带宽也采用相同的方式定义，当测试信号频率接近或者超过示波器带宽时，体现在波形上是信号幅度的衰减， 一般示波器的带宽表示为 1GHz，4GHz等。

  被测模拟信号在时间和幅度上都是连续的，在经前端模拟电路处理后，ADC电路对信号进行A/D转换， 后级模块数字处理后对信号进行重建和显示，A/D转换时采样时钟的频率即为示波器的采样率, 比如20GSa/s(每秒钟采样20G个点)，后级电路对波形重建的质量取决ADC的采样速率和采样精度（ADC的位数），根据奈奎斯特采样定律，**如果采样率是被测信号带宽的2倍则可以重建和恢复波形，否则会产生波形的重叠，无法准确恢复波形。**实际测试中也应遵守这一点。目前市场上的示波器ADC位数一般为8位，不考虑其它影响ADC转换过程中的测量误差就有满量程的1/256,在需要精确测量直流时采用万用表更加准确。

  受到后端电路处理速度的限制，ADC转换后的数据并不能实时处理然后重建波形显示在屏幕上，而是先把ADC转换后的数据存储在高速缓存中，后级处理电路从高速缓存中读出数据，这个缓存的深度称之为示波器采样深度，比如100M (最大能存储100M个采样数据），示波器能够一次连续采样的波形长度=采样深度/采样速率，在实际使用示波器过程中，可能会遇到这一种情况，当固定采样深度后，增大或者减小横轴采样时间，采样速率也会跟着变化，一般示波器会自动调整采样时间来提高用户使用感受，这样一个时间段就要注意采样速率是不是满足需求。

  探头传输线中的寄生电容和电感会对高频信号产生一定的影响，探头的带宽越大，要求寄生电容和电感越小， 工艺就越复杂，价格也会越贵，目前探头按实现方式能为有源和无源两种:

  探头和示波器的输入接口电路共同组成探测系统，示波器可设为不同档位匹配不同的探头以满足多种测量需求：

  无源高阻探头一般作为通用探头，应用场景最为广泛，能够适用于测量上电时序，带宽内的高频信号等，以下为其典型参数：

  在使用高阻无源探头时，示波器设定档位要选择DC1MΩ另外探头衰减比指的是被探测信号在经过探头后信号衰减到原来的1/10, 示波器可以设定对应的放大倍数，使显示在屏幕上的信号幅度和被测信号一致， 一般衰减比100:1探头适用于高压测量， 衰减比1:1探头适用于纹波测量。

  差分探头内部包含一个差分放大器，可以对差分信号相减放大，通常用于测量高速差分信号。

  电流探头是基于霍尔效应，供电线周围的磁场通过探头霍尔传感器输出电压，其电压值和电流的大小成正比，一般典型的探头转换系数为0.1V/A.

  一般探头的最小探测能力为几个mA，当需要更精准的测量，可以把待测线缠绕几圈在探头上，可以探测到更小的电流信号。

  当没有电流探头，只有高阻无源探头但想要测试电流信号时，一种可行的办法是在待测线上串联一个电阻，经过测量电阻两头的电压差来判断电流的变化。

  Auto：当设置触发条件后，如果满足触发条件就会触发显示波形，当不满足触发条件超过一段时间（一般几十ms），示波器也会自动产生一个触发并捕获波形显示，通常用于捕捉连续的周期信号；

  Normal：示波器严格按照触发条件触发，不满足时则不触发， 如果一次触发后又满足新的触发条件则会更新波形，否则波形不会更新；

  LP传输频率一般为10MHz，示波器采样率一般设定不小于50MS/s，采样率越高波形失真越小。

  触发条件：边沿触发（一般读操作在上电阶段识别ID，可以用上电电源上升沿+D0N/D0P卡出）

  主从端MIPI速度要匹配，主从端均在6MHz~10MHz，一般Master端可以设定速率来匹配从端，否则可能会出现读取失败的风险；

  以下流程和时间间隔要求严格遵守，一般测量Tta-sure+Tta-get时间来确保切换时间是足够的,由从端/供应商端提供时间要求；

  LP切换到HS模式，一般从端会给出时间要求, 按照供应商提供的规格书卡出时间既可；

  以上就是所有内容，测量其它信号也能遵循类似流程，根据要显示的信号时间长度，调整采样率和采样深度，根据要抓取信号的类型，选定触发条件和触发类型。

  下一篇：示波器的auto/signal/normal这三种触发方式有什么不同的

  涡轮增压器在不增加发动机排气量下增加功率，涡轮增压器的好处也包括在有效的转速范围内增加转矩，与相同功率下自然吸气的发动机相比，提高了燃油经济性，降低废弃排放污染。 然而，为了获得最好的加速性、节气门反应性及发动机耐用性，增压器的压强应备控制或调节。如果增压压强不能适当调节，驾驶性能会受一定的影响或造成发动机损坏。调节增压压强是通过改变废气量，即旁通废气侧涡轮机气路的方法到达的，当更多的废气绕过涡轮机排出后，增压压强减少了。 废气门阀通过打开和关闭来调节旁通量。废气阀由真空伺服电动机控制，它可以由机械或电子手段来驱动。在电子控制管理系统时，真空电磁阀接收发动机控制模块发出的控制信号，当电路接收到从进气压力传感器或增压传感器指示的一定

  在MIMO（Multiple-input and Multiple-output）、相控阵以及做科学研究的场合，常常要对多于4路的高速信号做同时测量。为满足这种应用，现代的高带宽示波器在硬件和软件上都提供了对于多通道测量的支持能力。 下图展示的是基于Z系列示波器的多通道级联方案以及示波器里的多通道测量软件，目前能支持最多10台示波器的级联，提供20路同步的带宽高达63GHz的测量通道，或者40路带宽为33GHz测量通道。通过精确的时延和抖动校准，通道间的抖动能控制在200fs（rms）以内。

  连载（八） /

  罗德与施瓦茨升级RTP高性能示波器，实时获得更佳的信号完整性测量结果 罗德与施瓦茨(以下简称“R&S”公司） 推出新一代R&S RTP高性能示波器，该示波器将高级信号完整性测量与高速的实时分析采集相结合。新型号配备了更大更亮的13.3寸全高清触摸屏和全新的前面板。用户都能够利用清晰的16:9屏幕显示波形，同时快速更改设置。直观的界面能够迅速、直接地访问设置界面，来提升工作效率。 这些改进绝对没影响仪器的整体尺寸，尽可能减少占用的桌面空间。 新的R&S RTP型号具有增强的用户界面和更大的显示器。 R&S公司示波器副总裁Andreas Werner博士表示：“当我们决定更新RTP时，我们大家都希望能提高仪器的整体可用

  结果 /

  数据采集系统是数字存储示波器的核心部分，在示波器采集控制电路的控制下，数据采集系统将待测的模拟信号量化后进行缓存，供示波器软件系统来进行数据的处理、运算、显示。随着计算机技术的持续不断的发展，高速ADC的性能逐步的提升，功能强大的DSP信号处理的实时性越来越强，可编程的逻辑器件的性能不断的提高，为示波器数据采集系统的实现提供了一个可靠而且实用的数字平台。相应的，数据采集系统的采样速率、存储深度、波形捕获能力、鉴别能力等指标也在逐步的提升。国际上，示波器行业像安捷伦、泰克等公司在数字存储示波器市场上占据了主导地位，均有实时采样率达到几十Gsps的示波器面市，但是由于受到器件和工艺的限制，国内实现真正的高速高分辨率的数据采集系统还具有比较大的困难。

  数据采集系统的设计 /

  引言 内插是当前数字示波器中的一项重要功能。DSO的主要用途是分析和查看模拟波形。为此，DSO以某种有限采样率对波形采样，相对于时间生成电压矢量。由于这个矢量代表着一个样点集(而不是实际平滑的模拟波形)，因此常常要在实际采集点之间生成预测的样点，来修改采集的波形。在实际波形样点之间生成样点的过程称为内插。在正常操作时，内插能够获得一个采样率较高的、更接近被分析模拟波形近似值的波形。 本文将讨论两种最流行的内插方法，解释其基本工作方式。然后，本文将介绍怎样保证良好的内插结果及怎样确定何时适合采用内插。本文使用部分简单的试验，比较了三种高端示波器的内插性能。最后，本文比较了内插操作的差异。 线性内插 最简单

  1.常没有光点或波形 电源未接通。 辉度旋钮未调节好。 X，Y轴移位旋钮位置调偏。 Y轴平衡电位器调整不当，造成直流放大电路严重失衡。 2.水平方向展不开 触发源选择开关置于外档，且无外触发信号输入，则无锯齿波产生。 电平旋钮调节不当。 稳定度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状态。 X轴选择误置于X外接位置，且外接插座上又无信号输入。 两踪示波器如果只使用A通道（B通道无输入信号），而内触发开关置于拉YB位置，则无锯齿波产生。 3.垂直方向无展示 输入耦合方式DC-接地-AC开关误置于接地位置。 输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反。 输入信号较小，而V/div

  1. 引言 随着通信技术的迅猛发展，电信号越来越复杂化和瞬态化，研发人员对测量领域必不可少的工具——数字示波器的性能提出了慢慢的升高的要求。最大限度提高实时采样率和波形捕获能力成为了国内外众多数字示波器制造商研究的重点，实时采样率和波形捕获率的提高又必然带来大量高速波形数据的传输、保存和处理的问题。因此，作为数字示波器数据处理和系统控制的中枢，微处理器性能至关重要。本文选用TI公司的双核 DSP OMAP-L138作为本设计的微处理器，并实现了一种数字示波器微处理器硬件设计。 2.数字示波器的基本架构 目前数字示波器多采用DSP、内嵌微处理器型FPGA或微处理器+FPGA架构。虽然内嵌微处理器型FPGA灵活性强，可以

  硬件设计 /

  可编程模拟器件在小信号测量系统中的应用 1 引 言 在系统可编程模拟电路(In System ProgrammabilityProgrammable Analog Circuits，ispPAC)是可编程模拟器件的一种，其内部有可编程的模拟单元(如放大、比较、滤波)，他可在不脱离所在应用系统的情况下，通过计算机编程实现模拟单元电路指标参数的调整和模拟单元电路之间的连接等，从而获得功能相对独立的模拟电路。 在系统可编程模拟电路提供以下3种可编程性能： (1) 功能可编程 在系统可编程器件可实现信号调理(对信号进行放大、衰减、滤波)、信号处理(对信号进行求和、求差、积分运算)、信号转换(数字信号转

  (倪尔瑚)

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