泰克示波器信號之間的時間關(guān)系對數(shù)字設(shè)計的可靠運行至關(guān)重要。對于同步設(shè)計,時鐘信號相對于數(shù)據(jù)信號的時間尤為重要。使用混合信號示波器,可以輕松確定多個邏輯輸入和時鐘信號之間的時間關(guān)系。建立和保持時間觸發(fā)器自動確定時鐘與數(shù)據(jù)時間關(guān)系。
建立時間是指在有效時鐘邊緣發(fā)生之前,輸入數(shù)據(jù)信號保持穩(wěn)定(高或低)的時間。保持時間是指在有效時鐘邊緣發(fā)生之后,輸入數(shù)據(jù)信號保持穩(wěn)定(高或低)的時間。同步器件(如觸發(fā)器)的元件數(shù)據(jù)手冊中規(guī)定了設(shè)置和保持時間。必須滿足設(shè)置和保持時間的要求,才能確保元件能夠正確可靠地工作。
泰克混合信號示波器(MSO)由于能夠捕捉信號的模擬和數(shù)字表示并以時間關(guān)聯(lián)的格式顯示它們,非常適合驗證數(shù)字信號的信號完整性和調(diào)試數(shù)字電路。本文以5系列MSO為例說明,2、4、5和6系列MSO操作方式相同。MSO2000和MSO5000系列示波器遵循相同的原理,但用戶界面有所不同。它們都結(jié)合了專業(yè)級示波器的性能和邏輯分析儀的基本功能。3系列MDO、MDO3000和MDO4000系列混合域示波器也提供16通道邏輯分析儀功能。這里,MSO中提到的任何功能或能力也適用于MDO產(chǎn)品。
示波器MSO設(shè)置
理解數(shù)字時間分辨率(數(shù)字采樣率)
一個重要的MSO采集規(guī)格是用于捕獲數(shù)字信號的時間分辨率。采樣率在不同的MSO型號之間有所不同。在進行建立和保持時間測量時,了解時間測量分辨率非常重要。
數(shù)字采樣率和記錄長度
表1列出了集成電路的建立和保持時間規(guī)格,通常為幾納秒或更短。當使用MSO的數(shù)字邏輯輸入測試它們時,必須考慮邏輯輸入的時間分辨率。
圖1.使用自動測量快速驗證邏輯信號幅度。
混合信號設(shè)置數(shù)字閾值
混合信號示波器的數(shù)字通道像數(shù)字電路一樣,將數(shù)字信號視為邏輯高或邏輯低。這意味著只要振鈴、過沖和地彈不引起邏輯轉(zhuǎn)換,這些模擬特性對MSO來說就不是問題。與邏輯分析儀一樣,MSO使用用戶指定的閾值電壓來確定信號是邏輯高還是邏輯低。
MSO的模擬通道可以快速檢查數(shù)字信號的邏輯擺幅。在圖1中,示波器自動測量數(shù)字信號的幅度約為3.6V。對于具有對稱電壓擺幅的邏輯系列,如CMOS,閾值為信號幅度的一半。然而,對于具有非對稱電壓擺幅的邏輯系列,如TTL(晶體管-晶體管邏輯),通常需要參考組件數(shù)據(jù)表并將閾值定義為邏輯器件的最大低電平輸入電壓(TTLVIL=0.8V)和最小高電平輸入電壓(TTLVIH=2.0V)之間的中點(TTLV閾值=1.4V)。
圖2.在同一個TLP058數(shù)字邏輯探頭組上設(shè)置混合邏輯系列(TTL和CMOS)的閾值。
大多數(shù)泰克MSO提供每通道閾值設(shè)置,這對于調(diào)試具有混合邏輯系列的電路非常有用。圖2顯示了5系列MSO使用8通道TLP058探頭測量多個邏輯信號。TTL信號閾值設(shè)置為1.7V,3.3VCMOS信號閾值設(shè)置為1.65V,5VCMOS信號閾值設(shè)置為2.5V,從而能夠可靠地同時采集各種邏輯信號。
對于3系列MDO、MSO2000和MDO3000系列,閾值是按探頭組(一個8通道的組)調(diào)整的,因此TTL信號將在一個探頭組上,而LVPECL信號將在第二個探頭組上。
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