采用数字示波器进行多域测量

触发和采样

多域调试和分析的最后一个难点是不同域之间跨域的触发和采集机制。跨时域和频域采取数据的能力对于在设计工作中缩小问题范围是至关重要的。

大量工程师不由自主地倾向于使用传统的时域信号触发。这些触发信号可能包括边沿、窗口、矮脉冲(runt)和其它波形。尽管它们可能很容易设定，但是用于观察跨域问题时，基于它们的触发方式通常缺乏稳定性和可重复性。基于模拟或逻辑通道的触发(例如，码型触发)，可以有助于缩小捕获某个异常的范围。串行总线协议触发也可以用于分析例如CRC错误或数据包受损等异常事件。利用这些触发技术可以可靠地在屏幕上重现相应的错误，以进行更加深入的分析。采用频域视图观察受损信号或疑似干扰信号，通常可以找出问题的原因。如果某个时钟信号的设计频率为100MHz，如存在不定期影响该时钟信号谐波频率的突发频率干扰，则可能出现锁存失败或者对系统的其它影响。

最后需要指出的是，采用频域观察，可以更加容易地发现某些影响；而且某些时候这些影响只能通过频域观察才能发现。为了定位某个信号中导致系统出错的、使宽带噪声随机变大的原因，必须使频率模板测试，其工作的方式与大多数常见示波器的时域模板相同。如果某个频域信号进入(干扰)该模板，则示波器可以简单地停止采样，并通过频率、时间回放或者同时进行两者回放以解析事件、找出其根本原因。此外，这些模板也可以设置为精确的dBm条件，用于模拟EMI测试，对于模板违规事件可以做进一步分析。

实时示波器

复杂嵌入式系统通常存在大量的测试和调试问题。这些问题的解决要求高速、高灵敏度地同步进行时域和频域分析。对于该任务，实时示波器平台是一种良好的工具。但是，所选示波器必须拥有合适的硬件电路和相关工具，以完成合适的多域调试。模拟通道FFT不受通道数量的限制，是一种极好的选择。但是，它们必须可以足够快速地进行FFT才能具有可使用性，实现过采样、提高信噪比，以达到相当于谱频分析仪的动态范围。优良的前端、高ENOB的 A/D转换以及大动态范围十分重要，与大增益前端放大器对于小信号测量的重要性类似。跨域触发能力将这些功能或特点结合在一起，为解决问题和设计调试共同提供了一种更快、更简便的方法。

图1：采用选通 FFT 的数字示波器和多同步域显示功能的屏幕截图。