Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2007 №2

Поиск аномалий и анализ сигналов в осциллографах LeCroy с помощью функции WaveScan

Дедюхин Александр


Современные цифровые осциллографы за последние десятилетия стали мощным инструментом при разработке и проектировании самого широкого круга радиоэлектронных моделей — от устройств силовой электроники до высокоскоростных систем передачи.

Постоянно увеличивающаяся скорость и комплексность сигналов в цифровых системах требуют новых методов анализа этих сигналов. В равной пропорции, с развитием электронной элементной базы и разработкой новых технологий, возрастают и задачи, стоящие перед современными цифровыми осциллографами. Развитие нано- и германиево-кремниевых технологий при разработке полупроводников — все это позволило значительно расширить полосу пропускания цифровых осциллографов. В этой сфере бесспорным лидером является компания LeCroy, выпустившая в 2006 году цифровой осциллограф реального времени LeCroy SDA-18000, имеющий полосу пропускания 18 ГГц и частоту дискретизации 60 Гвыб/с, а также стробоскопический осциллограф WaveExpert c полосой пропускания 100 ГГц. Все большее число пользователей активно использует не только способность цифрового осциллографа достоверно отображать форму входного сигнала, но и его расширенные возможности по измерению параметров сигнала, сбору и анализу информации о входном сигнале, математической обработке информации и многие другие возможности.

Но все-таки основной целью применения цифровых осциллографов является наблюдение за формой входного сигнала и его анализ. Это в последнее время одно из основных направлений развития программного обеспечения цифровых осциллографов, к которым также относятся расширение полосы пропускания, увеличение частоты дискретизации и расширение длины внутренней памяти.

Долгое время для анализа формы сигнала и поиска содержащихся в нем аномалий использовались возможности схемы синхронизации. В [1] подробно описаны способы использования расширенных режимов синхронизации и специальных режимов развертки по поиску и анализу артефактов, или заданных параметров сигнала. Такой способ позволяет захватить сигнал с заданными параметрами и увидеть его четко посередине экрана, но этот метод не лишен и некоторых недостатков.

Во-первых, он позволяет захватить сигнал по заданным параметрам схемы синхронизации, но при смене параметров анализа этого же захваченного сигнала повторный анализ произвести уже невозможно.

Во-вторых, за время ожидания полезного события другие события, которые могут представлять интерес для анализа, теряются из-за простоя схемы запуска развертки.

В-третьих, даже расширенные возможности схемы синхронизации имеют достаточно ограниченный набор условий запуска или ограниченный диапазон задаваемых параметров для таких условий. Например, длительность импульса ограничена значением 500 пс, а скорость нарастания сигнала — значением 1 нс. В то время как сами цифровые осциллографы имеют способность отображать гораздо более короткие импульсы или сигналы с гораздо большей скоростью нарастания фронтов. Более широкие возможности по анализу сигналов как в реальном масштабе времени, так и уже захваченного сигнала в длинную память обеспечивают режимы трендов и графиков слежения, построенные по результатам обработки выбранного вида измерения, описанные в [2]. В основе этого типа анализа лежат методы цифровой обработки захваченного осциллографом сигнала, и ограничения возникают из-за недостатков тех или иных алгоритмов измерения амплитудно-временных параметров и максимальной частоты дискретизации конкретного экземпляра цифрового осциллографа. Но и этот способ не является идеальным, поскольку позволяет обеспечить анализ сигнала только на основе временных измерений, плохо применим для амплитудных измерений входного сигнала, не позволяет регистрировать некоторую структуру сигнала, например немонотонности сигналов и ранты, и сопряжен со значительными временными затратами при анализе.

Разработанный компанией LeCroy режим WaveScan является новым программным инструментом для анализа и поиска артефактов как в «живом» сигнале реального времени, отображаемом на экране осциллографа, так и в сигнале, записанном в длинную память цифрового осциллографа. Базой для режима WaveScan стал принцип сбора информации X-Stream, а также вычислительные возможности открытой платформы осциллографов LeCroy, способные записывать в память для последующей обработки большие массивы данных, производить их аналитическую обработку по заданным алгоритмам, включая штатные алгоритмы измерений, и выводить информацию на экран осциллографа в виде, удобном для наблюдения пользователем. При этом, как уже отмечалось в [1], осциллографы LeCroy регистрируют все результаты измерения буфера данных, полученных за один проход развертки входного сигнала. Это выгодно отличает возможности режима WaveScan от аналогичных режимов моделей конкурентов, построенных на принципах расширенных возможностей схемы синхронизации или обработки внешними программными средствами. Второй основой режима WaveScan, которая касается вывода на экран результатов анализа сигнала, стал успешный опыт, полученный на основе декодирования шин CAN (где тоже необходима регистрация и отображение сигнала по заданным условиям). Некоторые вполне успешные решения, ранее примененные при анализе шин CAN, использованы в режиме WaveScan, а также при декодировании таких сигналов, как I2C и SPI.

Режим WaveScan позволяет проводить анализ и расширенный поиск в сигналах со следующими особенностями:

  1. Захват и поиск при однократном запуске развертки, при последующем выборе режима поиска и методе отбора. При этом режим поиска и методы отбора для одного и того же сигнала могут изменяться бесконечное число раз.
  2. Сканирование — выбор режима поиска и метода отбора для накопления информации и статистики при регистрации периодических или редких событий.
  3. Возможность поиска многократно повторяющихся событий, что недоступно для условия запуска схем синхронизации. В то время как для программного поиска, каким является WaveScan, можно обнаружить все случаи наступления заданного события, зарегистрированные в длинной памяти осциллографа.
  4. Автоматическая навигация по событиям с масштабированием по горизонтали и вертикали, интуитивно понятная любому пользователю.
  5. Большое количество типов регистрируемых событий, в отличие от условий запуска схем синхронизации. Программная обработка имеет более широкий спектр возможностей, чем схемы запуска. ПО позволяет обнаружить практически любое событие, которое можно описать алгоритмами измерения и обработки, а также «нарастить» новые возможности, исходя из существующих требований.
  6. Анализ — использование функций накопления и построения гистограмм по результатам заданного режима поиска и метода отбора событий.
  7. Возможность выявления событий с малой длительностью. Схемы запуска развертки имеют достаточно ограниченные пределы своих возможностей, так, например, осциллографы LeCroy имеют ограничение по длительности схемы запуска развертки не менее 500 пс. В то время как возможности осциллографа SDA-18000 позволяют анализировать системы последовательной передачи данных со скоростями до 12 Гбит/с. В основе работы режима WaveScan лежат программные методы обработки сигналов, возможности которых ограничены только частотой дискретизации конкретного типа осциллографа LeCroy. А как уже отмечалось выше, частота дискретизации современных осциллографов LeCroy составляет 60 Гвыб/с, что позволяет обнаруживать импульсы длительностью до 50 пс, что в десять раз превосходит возможности схемы синхронизации. Диапазон абсолютных значений при анализе измеряемых величин с использованием программного режима WaveScan составляет ±179,76931е+306, что в сотни миллиардов раз перекрывает существующие сегодня возможности самого совершенного цифрового осциллографа.

Захват и поиск сигнала при однократном запуске развертки и сканирование сигнала при выбранном режима поиска базируются на одних и тех же принципах обработки входного сигнала. В таком случае пользователь имеет больший ресурс времени на более детальное изучение захваченного сигнала, включая изменение режима поиска и отбора в одном и том же захваченном сигнале. При сканировании сигнала изменение режима поиска и отбора не является предпочтительным, но предоставляет возможность поиска во входном сигнале участков с заданными параметрами, программирование действий при обнаружении этих сигналов, накопление и анализ статистики появления заданных пользователем событий.

Основные особенности режима WaveScan:

  1. Осциллограф цветовым маркером красного цвета отмечает на осциллограмме участки сигнала, соответствующие заданному режиму и методу поиска сигнала.
  2. Осциллограф формирует таблицу результатов, соответствующую заданному режиму и методу поиска сигнала. Таблица состоит из двух колонок: первая — номер поиска по порядку, вторая — числовое значение результатов поиска. Выбор строки таблицы результатов (мышкой, подключенной к осциллографу, или используя сенсорный экран) приводит к цветовому выделению на входном сигнале маркера, соответствующего данному поиску, и поиска данного фрагмента на масштабированном сигнале растяжки.
  3. Таблица результатов поиска содержит до 10 000 значений. Это означает, что осциллографы LeCroy в режиме анализа сигнала WaveScan способны зафиксировать десять тысяч участков сигнала по заданным условиям.
  4. Наличие режима «Мульти-Зум» обеспечивает масштабирование исходного сигнала до удобных для просмотра размеров и перемещение по меткам по принципу «предшествующий–следующий» (фрагмент, заданный режимом «Мульти-Зум», будет выделен в таблице результатов). Этот же фрагмент отмечается и на основном сигнале яркостной градацией.
  5. Наличие дополнительной осциллограммы «Scan Наложение», представляющей собой последовательное наложение в режиме послесвечения (или без него) заданных фрагментов исходного сигнала.
  6. Наличие гистограммы (режима поиска по заданным параметрам), отображающей статистическое распределение выбранного параметра измерения.

На рис. 1 приведен общий вид экрана осциллографа LeCroy в режиме WaveScan.

Рис. 1. Интерфейс режима WaveScan

Режимы поиска

Осциллографы LeCroy в режиме анализа сигнала WaveScan имеют следующие режимы поиска сигналов:

  1. Поиск фронта.
  2. Поиск немонотонности.
  3. Поиск рантов.
  4. Поиск по заданным измерениям.

Поиск по фронту

В этом режиме осциллограф фиксирует все фронты сигнала, находящиеся на заданном пользователем абсолютном или относительном уровнях и имеющие гистерезис не менее 0,5 деления. Осциллограф формирует таблицу измерений, в которой фиксируются метки времени по горизонтальной оси (линии развертки), соответствующие этому фронту (рис. 2). В качестве объекта регистрации пользователь может выбрать положительный, отрицательный или регистрацию обоих этих фронтов одновременно. Этот режим предпочтительно использовать при записи в длинную память цифрового осциллографа редких и коротких сигналов (например, периодических и непериодических импульсов лазера), поиск которых в длинной памяти осциллографа затруднен из-за очень маленькой длительности сигнала на основной осциллограмме. С применением режима WaveScan просмотр таких сигналов сводится к простому нажатию на кнопки «Предшествующий» или «Следующий» в поле управления осциллограммой масштабирования.

Рис. 2. Режим поиска по фронту

Очень часто процесс анализа формы сигнала (особенно если существует необходимость поиска очень редких артефактов или при использовании длинной памяти) занимает длительное время. При этом инженер не всегда может присутствовать рядом с прибором и следить за процессом анализа. Для расширения возможностей цифрового осциллографа по контролю процессов анализа и документирования полученных результатов режим WaveScan может программировать последействия при обнаружении заданных условий. Это:

  1. Останов сбора информации.
  2. Сохранение массива данных осциллограммы, полученных в результате сбора информации в виде предварительно заданных файлов баз данных.
  3. Создание записи, фиксирующей осциллограмму как графический объект с «пояснительной запиской», содержащей информацию о дате и времени регистрации события, а также профиль осциллографа (положения всех органов управления и режимов), при котором был зарегистрирован это сигнал.
  4. Выдача импульса на внешние разъемы осциллографа — для управления внешними устройствами.
  5. Сохранение осциллограммы как графического файла с заданным расширением и на заданный носитель.
  6. Подача звукового сигнала.
  7. Отсутствие каких-либо действий.

После остановки сбора информации (в ручном или автоматическом режиме) к полученному массиву данных можно применить поиск по заданным измерениям с заданным методом отбора.

Поиск немонотонности

Это один из специализированных программных алгоритмов, позволяющий регистрировать и анализировать нестандартные формы входного сигнала. В этом режиме осциллограф фиксирует фронты сигнала с изменяющимся вектором, пересекающие два заданных пороговых уровня с учетом заданного гистерезиса. Иными словами, если в заданных пользователем пределах сигнал выходит за пределы этого «коридора», а в пределах «коридора» изменяет вектор направления, то есть сигнал либо увеличивается, либо уменьшается по амплитуде больше определенного значения, это фиксируется осциллографом как немонотонность сигнала. Значение гистерезиса, или минимальной амплитуды сигнала, задается для снижения влияния паразитных шумов или уровней сигнала, которые при обработке игнорируются прибором. В таблице измерений, формируемой осциллографом, будут отображаться значения уровня, представляющие собой разницу между максимальным и минимальным значениями немонотонности (рис. 3).

Рис. 3. Режим поиска по немонотонности одной полярности

При регистрации немонотонностей пользователь может самостоятельно задавать как отрицательную монотонность, когда на нарастающем фронте сигнала есть отрицательные перепады, так и положительную монотонность, когда на спадающем фронте сигнала есть положительные перепады. Возможно также задать поиск обоих типов немонотонностей одновременно. При этом пороговые уровни и значения гистерезиса можно задавать в абсолютных единицах (вольтах), делениях шкалы или относительных единицах от амплитуды сигнала (в %). На рис. 4 приведен пример регистрации обоих типов немонотонности одновременно.

Рис. 4. Режим поиска по немонотонности обеих полярностей

Поиск рантов

Рантом называется сигнал положительной или отрицательной полярности, имеющий меньший уровень, чем все остальные сигналы. Рантовая синхронизация в последнее время стала одним из распространенных типов запуска схемы развертки многих современных цифровых осциллографов. Но разница в реализации режимов синхронизации и анализа сигнала состоит в том, что при синхронизации по ранту возможно задать минимальный и максимальный пороги уровней ранта, в то время как амплитуда ранта игнорируется. В режиме анализа WaveScan этот недостаток устранен, и пользователь может регистрировать только ранты интересующей амплитуды. При использовании схемы синхронизации регистрируется только один рант, именно тот, что запускает развертку. А при использовании режима анализа регистрируются множественные ранты, при этом схема синхронизации может выполнять запуски по другим условиям. Алгоритм регистрации ранта достаточно прост: осциллограф фиксирует только те сигналы, которые пересекают 1-й заданный порог уровня, но не пересекают 2-й заданный порог уровня и повторно пересекают 1-й порог, с учетом заданного гистерезиса. Этот алгоритм позволяет регистрировать только сигналы, имеющие меньший уровень, чем все остальные (рис. 5).

Рис. 5. Режим поиска по ранту

В этом режиме, так же как и при регистрации немонотонностей и фронтов сигнала, есть возможность регистрировать ранты как положительной, так и отрицательной, а также ранты обеих полярностей одновременно, что тоже недоступно для режимов запуска схем синхронизации. В таблице измерений регистрируются амплитудные значения рантов.

Поиск по заданным измерениям

Поиск по заданным параметрам измерения является наиболее значимым и самым широким из всех режимов поиска сигналов, существующих в осциллографах LeCroy. Именно это режим при анализе и поиске артефактов позволяет полностью реализовать возможности длинной памяти осциллографа, высокой частоты дискретизации и режимов измерения. Если три первых режима поиска сигналов абсолютно идентичны для всех осциллографов LeCroy, то режим поиска по заданным измерениям для разных серий осциллографов LeCroy будет иметь свой набор измеряемых параметров. Это связано с наращиванием возможностей конкретных типов осциллографов в серии при увеличении полосы пропускания и наличием новых возможностей по измерению параметров в более старших сериях. Например, осциллографы серии WaveSurfer Xs не могут измерить и проанализировать джиттер сигнала, в то время как в осциллографах серии SDA эта функция является стандартной. Наращивание возможностей поиска по заданным параметрам режима WaveScan происходит и при инсталляции дополнительных программных опций. Например, при инсталляции дополнительной опции тестирования оптических дисковых приводов или жестких дисков в программную оболочку осциллографа добавляются специализированные параметры измерения, характерные только для этих типов приводов. Соответственно, в режиме WaveScan анализ сигналов и поиск артефактов возможен— по специфическим параметрам, характерным только для оптических или магнитных приводов. Но в любом случае, минимальный набор измеряемых параметров (для осциллографа LeCroy серии WaveSurfer Xs) составляет 10 основных параметров. Для осциллографа WaveRunner Xi, в штатной комплектации, это уже 20 параметров, а для осциллографов старших серий — WaveMaster и SDA — их более 30-ти, при инсталляции дополнительных опций.

Итак, для начала поиска по заданным измерениям осциллографу необходимо установить два основных условия.

1-е условие. Необходимо задать тип измерений. Для этого в поле «Измерение» выбирается тип анализируемого параметра. Чаще всего измерения проводятся в одном из источников, это может быть или осциллограмма входного сигнала, или математическая осциллограмма, или осциллограмма памяти. Но ряд измерений, например, измерение временного фазового сдвига между двумя сигналами, требуют наличия двух источников входного сигнала.

2-е условие. Необходимо задать метод отбора интересующих событий. Осциллографы LeCroy в режиме WaveScan имеют следующие методы отбора (рис. 6):

  1. Отбора нет — режим отбора выключен, и осциллограф отображает в таблице измерений все измеренные значения и отмечает их на осциллограмме.
  2. Отбор значений больше заданного параметра.
  3. Отбор значений меньше заданного параметра.
  4. Отбор значений, находящихся в заданных пределах (предел определяется как заданное значение ± абсолютное отклонение).
  5. Отбор значений, находящихся вне заданных пределов (предел определяется как заданное значение ± абсолютное отклонение).
  6. Отбор значений, находящихся в заданных пределах (предел определяется как заданное значение ± относительное отклонение).
  7. Отбор значений, находящихся вне заданных пределов (предел определяется как заданное значение ± относительное отклонение).
  8. Отбор редких событий.
Рис. 6. Режим поиска по измерениям

В отличие от предыдущих режимов поиска сигналов, теперь в таблице измерений режима WaveScan будут представлены результаты измерений сигналов, удовлетворяющих заданным условиям отбора. Еще раз напомним, что таблица измерений может содержать до 10 000 значений.

На рис. 6 приведен пример отбора сигнала по заданным условиям времени нарастания. На рис. 7 приведен пример отбора сигнала по частоте. Сигнал получен с выхода свип-генератора, частота которого изменяется линейно от 1 до 10 МГц (центральная частота — 5 МГц), с периодом свипирования 1 мс. Сигнал с выхода генератора записывается в длинную память осциллографа. Условием отбора является отображение всех сигналов, соответствующих условиям «в пределах 5 МГц ±5%». Поскольку на основной осциллограмме С1 идентифицировать сигналы, соответствующие условиям отбора, не представляется возможным из-за большой степени сжатия сигнала, осциллограмма Z1 представляет собой автоматическую растяжку сигнала С1 с индикацией начала интересующих событий.

Рис. 7. Поиск сигнала по частоте

Пилообразный график F1 зеленого цвета является графиком слежения измерения частоты сигнала С1, полученный при измерении частоты Р1, он в данном случает предназначен для контроля «правильности» отбора сигналов заданной частоты.

На рис. 8 приведен пример отбора импульсных сигналов по условию «длительность меньше 5 мкс». Растяжка Z1 индицирует четвертое событие.

Рис. 8. Поиск сигнала по длительности импульса

Если методы отбора с 1-го по 7-й, указанные выше, являются общепринятыми, то отбор редких событий — это абсолютно новый подход к анализу сигнала.

Редкие события

Редким считается событие, имеющее наименьшее или наибольшее значение из всего измеренного массива данных, полученных за один период сбора информации сигнала, или оба этих события одновременно. Не раз акцентировалось внимание на том, что при проведении измерений осциллографы LeCroy способны хранить в буфере все измеренные значения, обрабатывать и выводить данные по статистике измерений, строить тренды, графики слежения и гистограммы. В окне измерения Р1 (рис. 9), помимо прочей информации, отображаются минимальные и максимальные значения измеренного параметра, в данном случае это время нарастания импульса в системе последовательной передачи данных. Но до разработки режима WaveScan для определения местоположения участков сигнала с экстремальными значениями предполагалось последовательное использование графиков слежения (построенных по результатам измерения), определение или минимума, или максимума значений на этих графиках и последующая трансформация этого участка на осциллограмму, где и определялись участки сигнала с минимальными или максимальными значениями выбранных параметров.

Рис. 9. Поиск экстремальных значений

Теперь такая сложная многоступенчатая последовательность действий выполняется выбором одного режима анализа сигнала. При этом, как видно из рис. 9, минимальное и максимальное значения в области измерений Р1 полностью соответствуют данным таблицы измерений. Расширение возможностей не ограничивается поиском одного или двух экстремальных значений, число таких экстремальных событий может достигать 1000. Это означает, что при анализе сигнала, например, в системах последовательной передачи данных, обладающих большой скоростью передачи, где критическим является время нарастания и спада единичных интервалов, можно выделить и проанализировать до 1000 фронтов сигнала, которые потенциально могут привести к снижению достоверности передачи информации. А такие задачи до этого были способны решать только дорогостоящие системы анализа.

Новой в режиме WaveScan является функция «Обзор», она значительно облегчает задание условий поиска и анализа. В общем, не возникает сомнений в том, что для анализа сигнала по различным условиям отбора эти условия необходимо задать. Например, при анализе длительности импульсов в последовательном сигнале нужно или предварительно знать значение длительности импульса, анализ или поиск которой осуществляется в этом сигнале, или в режиме накопления статистических данных произвести измерения длительности импульса этой последовательности и, опираясь на полученные результаты, ввести данные для анализа. Функция «Обзор» упрощает эти действия. При выборе данной функции осциллограф LeCroy в автоматическом режиме производит измерение выбранного параметра по всему буферу данных (даже если этот режим и выключен). И по результатам статистики измерений, простым нажатием на нужное окно можно выбрать среднее из измеренных значений. Или использовать закон «1, 2 и 3 сигм» для определения местонахождения и значений участков сигнала, находящихся в центре или по краям статистического распределения выбранного параметра измерения. Окно управления режима «Обзор» приведено на рис. 10.

Рис. 10. Автоматическое задание параметров поиска в режиме «Обзор»

Функция «Scan Наложение»

Анализ любого исследуемого сигнала был бы не полным, если при таком анализе не производились бы накопление и обработка статистических данных, полученных в результате поиска сигнала по различным условиям. В [2] достаточно подробно описаны принципы статистической обработки измерений осциллографов LeCroy, но режим WaveScan имеет несколько модифицированных статистических режимов. Очевидно, что поиск сигнала по заданным условиям — это расширенный программный алгоритм, но сам по себе он не дает информации об изменениях сигнала при его периодическом сканировании. Так, например, при регистрации немонотонностей (рис. 4), обнаружении рантов (рис. 5) или индикации редких событий (рис. 9) таблица измерений будет актуальна только для одного текущего события, которое демонстрируется в настоящий момент на экране осциллографа, а сам обнаруженный артефакт, в виде осциллограммы, будет перезаписан при последующем запуске развертки. Очевидно, что при тестировании самого широкого круга устройств разработчику или инженеру-наладчику необходима суммарная информация о множественных процессах, протекающих в тестируемом устройстве, а не только о наличии того или иного сбоя за короткий промежуток времени. Так, на рис. 11 приведена последовательность сигналов типа sin(х)/х, имеющих разную длительность. Осциллограф в режиме WaveScan производит отбор импульсов, имеющих длительность более 400 нс. В режиме масштабирования контролируется 38-й импульс, соответствующий условиям отбора. Для текущей осциллограммы C1 из таблицы измерения видно, что длительность импульса в настоящий момент составляет 428,44 нс. Его форма приведена на осциллограмме Z1 внизу экрана. Осциллограмма So (синего цвета) представляет собой наложение всех сигналов, соответствующих условиям отбора, и имеет номер «38», начиная с момента запуска анализа сигнала.

Рис. 11. Использование наложения в режиме WaveScan

Из рис. 11 видно, что сигнал № 38 имеет два состояния.

Как и в любой осциллограмме наложения, функция «Scan Наложение» имеет возможность выбора времени послесвечения, включая бесконечное послесвечение, а также собственное масштабирование осциллограммы наложения. Таким образом, пользователь может накапливать осциллограммы, соответствующие заданным условиям отбора, для их визуальной оценки и анализа процессов, происходящих в исследуемом сигнале. Данный режим отсутствует в осциллографах серии WaveSurfer Xs.

Функция «Scan Гистограмма»

Визуальная оценка сигнала, отобранного согласно условиям режима WaveScan, бесспорно полезный шаг разработчиков осциллографов LeCroy навстречу пожеланиям потребителя. Но, как известно, человеческий глаз — плохой измерительный инструмент, особенно если речь идет о многосложных процессах. На рис. 12 приведен пример отбора из последовательности импульсов, имеющих длительность менее 50 нс.

Рис. 12. Пример поиска сигнала по длительности импульса

На осциллограмме наложения отображаются сигналы, имеющие длительность, соответствующую заданным условиям, но из визуального анализа этой осциллограммы можно предположить, что в эти пределы попадают сигналы четырех различных длительностей. Но так ли это на самом деле? Ответ можно получить, применив суммарный метод статистической обработки результатов измерения, то есть построение гистограммы. Поскольку таблица измерений WaveScan содержит данные о длительности импульсов, соответствующих заданным условиям отбора, то накопление информации и статистическая обработка производятся по этим данным. На рис. 13 при выключенной для наглядности осциллограмме наложения, приведена гистограмма измерения длительности импульсов в пределах до 50 нс.

Рис. 13. Использование гистограмм в режиме WaveScan

Гистограмма отображает, что сигнал содержит импульсы, имеющие всего два значения длительности, а не четыре, как предполагалось ранее, исходя из осциллограммы наложения. При этом видно, что более короткий импульс имеет достаточно большое значение джиттера. Применив к данной гистограмме метод автоматических или курсорных измерений, нетрудно определить число стабильных состояний — 2, наиболее вероятные значения длительностей — 20,42 нс и 40,68 нс, значения самого короткого импульса — 19,95 нс и другие параметры. Данный режим отсутствует в осциллографах серии WaveSurfer Xs.

В заключение обзора следует отметить, что режим WaveScan, являясь комплексным инструментом по анализу и регистрации сигналов, в том числе содержащих аномалии, существенно расширяет возможности осциллографа, ранее доступные только при запуске схемы синхронизации, и дает максимальный эффект при комбинировании этих двух режимов.

Литература

  1. Дедюхин А. А., Пивак А. В. Использование специальных режимов схемы синхронизации и развертки цифровых запоминающих осциллографов для регистрации сложных сигналов // Компоненты и технологии. 2006. № 7, 8.
  2. Дедюхин А. А. Измерения в цифровых осциллографах и обработка результатов измерения // Компоненты и Технологии. 2006. № 12.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке