100個關于示波器使用的知識點（三）

39．影響橫河示波器工作速度的因素有哪些？
答：實際上任何一臺示波器的原理都差不多，前端是數據采集系統，后端是計算機處理。影響速度主要有兩方面，一是從前端數采到后端處理的數據傳輸，一般都是用 PCI 總線，此乃傳輸瓶頸, 但已有新技術可以突破；另一個是后端的處理方式，提高處理速度可以通過數據分包共享來實現。

40．我們的應用通常會捕獲 2M 甚至更多的數據進行分析, 且采樣率通常會高達 10GS/S, 但在進行參數測試和 FFT 等分析時總是顯得很慢, 為什么？
答：處理的數據量大，速度自然會慢。要想獲得大數據量的高速實時 FFT 分析，除非采用專用 FFT處理器，但成本較高。

41．使用泰克的 TDS2014 數字示波器抓一個并口的時序時，總能測到能量很強的 50Hz 交流，而測不到信號，但是示波器的地和所測并口的地是一致的，怎么辦？
答：可以從以下幾方面入手：
① 檢查示波器是否很好的接地或采用隔離變壓器隔離；
② 附近是否有較強 50Hz 信號感應；
③ 在較強干擾環境下，應注意并口的驅動能力及工作頻率與測試操作選擇是否合適。若只看到 50Hz干擾正弦波，且波形較規則，則應考慮并口可能未工作；
④ 檢查一下探頭尖是否損壞了；
⑤ 建議把用不著的外設都撥掉，也有可能從顯示器上來的；
⑥ 如果示波器用了很久，就要考慮底線是否正常，就是那個小夾子。把探頭取下，用萬用表量一量。

42．要解決抗電源干擾問題，想測量總電源的干擾信號串入到弱信號放大器電源的情形。結果，即使示波器探頭和地連在一起，都有干擾信號，不管測哪里都一樣。干擾信號是音頻。這是為什么？
答：要注意的問題有：
① 示波器的接地問題，示波器的機殼和探頭的參考地線都是連接地線的，因此良好的接地是測量干擾的首要條件；
② 示波器參考地線引入的干擾問題，由于普通探頭通常都有一段接地線，會與待測點構成一個類似環形天線的干擾路徑，引入比較大的干擾，因此要盡量減少這一干擾，可以采用的方法是將探頭帽拿掉，不使用探頭上引出的地線，而直接使用探頭**和探頭內的地點接觸待測點進行測量；
③ 使用差分測量的方法，消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭，比如專門針對小信號的ADA400A 可以測量到幾百微伏，用于高速信號測量的 P7350 提供高達 5GHz 的帶寬；
④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集（Hi-Res）的信號捕獲模式，可以過濾信號上疊加的隨機噪聲。

43．在 EMC 試驗中有時候會出現指示表短暫的指示消失現象，使用示波器進行檢測，發現試驗過程中示波器有屏幕整個晃動的現象。試驗的項目是 EFT（瞬變脈沖串抗擾度試驗），如何解釋和怎樣在試驗中消除這種現象？
答：EFT 有時會對示波器造成干擾，造成誤觸發，可嘗試使用示波器的高頻抑制觸發模式，限制示波器帶寬等辦法。

44．為什么示波器有時候抓不到經過放大后的電流信號？
答：如果信號的確存在，但示波器有時能抓到，有時抓不到，這可能和示波器的設置有關系。通常若您可將示波器觸發模式設置成 Normal ,觸發條件設置成邊沿觸發，并將觸發電平調到適當值，然后將掃描方式設置成單次方式，如果這種方式還不行，通常儀器可能出了問題。

45．新型橫河示波器怎樣用于單片機開發呢？
答：單片機電路開發過程中，一般來講所用的元件和芯片本身都沒有問題，有問題的往往是他們之間相互通信和預想的不同，單片機中，常見的總線是 SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A 和 54621D 示波器本身支持串行信號的觸發功能，可直接調試串行總線上的通信情況，另外，若您使用 DSP 結合 MCU 開發電路板，可能牽涉到軟硬件聯調，這時您可以用 54621D 的數字邏輯通道連接到控制線或數據、地址線上，借以判斷在特定的操作條件或子程序運行下，電路是否能正常工作。而且其每通道 2M 點的存儲深度非常有助于分析問題的原因，觀察長時間的串行信號，觀察握手時序等。而且其放大功能，可將信號放大數萬倍以觀察細節。

46．新型數字示波器 54621A 和 54621D 在檢測時是否對（Inter-IC）總線的不同信號和不同速率有
影響呢？
答 ：I2C Bus 信號一般工作速率不超過 400Kbit/s,*近也出現了幾 Mbit/s 的芯片，54621A 和 54621D在設置觸發條件時，無需顧及不同速率的影響，但對其它總線，如 CAN 總線，您先要在示波器上設置 CAN總線當前的實際工作速率以便示波器能正確解協議，并正確觸發。

47．除示波器 54621A 和 54621D 外，還有什么其他儀器可以檢測和分析 Inter-IC 總線信號？
答：想對 Inter-IC 總線信號進行進一步的分析，如協議級的分析，可使用安捷倫的邏輯分析儀，但相對來說，價格比 54621A/D 要高。

48．數字示波器的各種觸發的應用，比如說邊沿觸發，毛刺觸發和脈寬觸發等，它們各自適合測試
那種信號？
答：① edge trigger ， 邊沿觸發，可設觸發電平，上升沿或下降沿。邊沿觸發也稱為基本觸發。
② advanced trigger，即上等觸發，里面含概各種不同的觸發功能，可以根據被測信號的特征，設置相應的觸發條件，定位感興趣的波形。上等觸發是電路調試的關鍵。在電路調試過程中，如果事先不了解被測信號可能的問題，可以先使用泰克數字熒光示波器，利用 400,000/秒波形捕獲速度，迅速發現電路中的各種問題，再配合不同的上等觸發功能來進行故障的細節定位，這樣可以縮短您的調試周期。

49．關于毛刺測量，以前請教過相關的技術人員，得到的答復是，示波器所能捕捉的*小毛刺就是示波器的采樣速率。是否所有的示波器都遵循這一規律？此時示波器的前置濾波器不會對它有影響嗎？
答：不能斷言所有的示波器都是這樣。比如，有些示波器達到 1GS/s，帶寬只有 60MHz，顯然，1ns的毛刺不可能捕捉到。其實捕捉毛刺的能力除了帶寬，采樣率，還取決于波形捕獲率，即每秒能夠捕捉的波形數量，詳情請參見泰克關于 DPO 的應用文章。

50．在使用示波器時如何消除毛刺？
答：如果毛刺是信號本身固有的，而且想用邊沿觸發同步該信號（如正弦信號），可以用高頻抑制觸發方式，通常可同步該信號。如果信號本身有毛刺，但想讓示波器慮除該毛刺，不顯示毛刺，通常很難做到。
可以試著使用限制帶寬的方法，但不小心可能也會把信號本身慮掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器，一般來說，使用狀態采集的方法，有些在定時方式下采集到的毛刺，就看不到了。

51．在實際工作中，當碰到突發的毛刺信號，如何捕捉和測試？
答：比如我們在進行時鐘測試時，經常會碰到偶發毛刺信號，該信號將會對我們的電路產生誤動作，因此捕獲該信號成為測試的關鍵，由于事先我們無法判斷該毛刺為正還是為負，因此我們須先利用TDS5000 示波器的數字熒光功能即快速波形捕獲模式結合無限余輝查看毛刺特征，然后利用示波器的上等觸發功能——脈寬觸發依照信號特征，如：小于正常時鐘脈沖寬度觸發。

52． 毛刺/脈寬觸發的應用場合有哪些？
答：毛刺/脈寬觸發一般有兩種典型應用場合，一是同步電路行為，如利用它來同步串行信號，或對于干擾非常嚴重的應用，無法用邊沿觸發正確同步信號，脈寬觸發就是一個選擇；另一是用來發現信號中的異常現象，如因干擾或競爭引起的窄毛刺，由于該異常是偶發顯現，必須用毛刺觸發來捕獲(另一種方法是峰值檢測方式，但峰值檢測的方法有可能受其*大采樣率的限制，同時，一般是能看，不能測)。若被測對象的脈沖寬度是 50ns，而且該信號沒有任何問題，也就是說，沒有因干擾，競爭等問題引起的信號畸變或更窄的，用邊沿觸發就可同步該信號，無需使用毛刺觸發。有不少用戶將脈寬觸發設置為 10ns ~ 30ns，幸運的是，5462x 和 546?x 是業界難得的能完成該操作的儀器。若想驗證該 10MHz 方波中有無異常脈沖，包括比 50ns 窄很多的脈沖，就會用到脈寬或毛刺觸發, 也就有可能會用到 5ns 的設置。

53． 安捷倫的數字示波器有沒有 DPO 功能？
答：DPO 是一個專用名詞，只有一個示波器公司使用該名詞，安捷倫對應的功能叫 MegaVision，和DPO 相同之處是：①可以直接信號中的異常現象。②波形捕獲率遠高于普通數字存儲示波器。不同之處：
①發現異常信號后，MegaVision 可對該異常直接放大并觀察信號細節。
②MegaVision 示波器的實時采樣率突破 1.25GSa/s 極限，可達 2GSa/s(如 546?xA/D 示波器)甚至更高。③MegaVision 示波器是為需要深存儲的應用場合優化的，當示波器存儲深度>10K,甚至 100K, 2M 時，其波形刷新率是業界及其優越的。

54． 如果依據信號上升時間確定了帶寬后，按照該帶寬確定采樣率的原則僅僅是為了實現無采樣混疊誤差嗎？
答：確定帶寬后再確定采樣率，業界的一些公式，的確確定采樣率的原則是為了實現無采樣混疊誤差，但它是泛泛的評估說法，具體還要看您被測對象的特征，因為*高的指標往往是在特定條件下給出的，未必滿足您的測試應用。

55． 示波器如何顯示兩個采樣點之間的波形？
答：示波器的顯示方式有多種：點顯示、正弦內插顯示、直線連接顯示；示波器的缺省顯示方式通常為矢量連接顯示方式，有的示波器僅支持直線連接方式；無論是直線連接還是正弦內插，在兩個實際采樣點之間提供的信息都不是實際采集的，由于直線連接方式可能會導致顯示出現突變，如在一正弦波的波峰采集一個點，兩邊的波谷各采集一點，會顯示出三角波，而用正弦內插顯示出來仍是正弦波，所以，有些應用文章中的說法是：采用直線連接，對采樣率的要求更高，如 10 倍的關系(以真實再現波形)；采用正

弦內插，對采樣率要求稍低以下，也有文章說，2.5 倍就可以，工程上一般說 4 倍以上，也有 5 倍，6 倍的說法。

56． PCB 板上的高速信號特征：156.25MHZ 差分時鐘信號，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps，jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps),skew(+ vs.-)<20ps，請問需要多高帶寬的示波器才能精  確測量？測量誤差可達多少？
答：對于 156.25MHz 差分時鐘信號，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps ，若您想精  確測試該上升時間，如 3%的測試精度，0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 帶寬示波器及其探頭系統，若 10%精度可接受，0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 帶寬示波器及其探頭系統。注意若您使用差分探頭，您要確保，從被測點算起，整個示波器的帶寬是 5.6GHz, 幸運的是目前安捷倫推出了 7GHz 帶寬的差分探頭。同時，54855A 本身的上升時間指標實測是 65ps , 說明書上給出 72ps 的指標。jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps) , 要精  確測量抖動指標，要求示波器本身的抖動指標要更高，54855A 本身的觸發抖動指標是 1ps RMS ,比業界同類產品好 7 倍，另一相關指標是 Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ]，好過同類產品 2 倍以上，這和它真正使用 20GSa/s 的 A/D 有關，它消除了使用多個(10GSa/s A/D 或 5GSa/sA/D) 拼湊成一個 20GSa/s 所帶來的誤差。