一些做工控機(jī)和系統(tǒng)控制產(chǎn)品的用戶,發(fā)現(xiàn)他們都會進(jìn)行一項(xiàng)多路信號與時鐘時序的測試,一般測試的信號都會在4~7路,加上時鐘信號一次最多要測試8路信號。而讓測試工程師頭疼的問題是,如果在一次時鐘序列中將所有信號的時序都捕獲進(jìn)行觀測就需要購買具有8路輸入通道的示波器?,F(xiàn)在市面上主流的示波器通道數(shù)最多為4路,所以工程師門只能采取多次測試的方法,即對于8路信號采取每次測試4路再進(jìn)行對比的方式。然而這種測試方法可能會由于每次測試條件的不同引起誤差,進(jìn)而對系統(tǒng)的時序關(guān)系得到錯誤的結(jié)論。
圖1:工控機(jī)測試板
圖2:測試時序信號
通過跟工程師進(jìn)一步了解,得知此類控制系統(tǒng)對不同的被控設(shè)備控制信號的幅度也會不同,因而在測試時不僅需要測試信號間的時序關(guān)系,還會測試信號電平幅度值及信號頻率的變化,此外還需要測試信號的上升時間及過沖值,通過判斷測量值來調(diào)試電路改善輸出信號質(zhì)量,所以使用邏輯分析儀只能測試時序,仍不能完全解決用戶的測試要求。所以工程師們最急切的需求是有一臺多通道的示波器,能夠一次完成最多8路信號的時序,幅度及質(zhì)量測試,這樣不僅可以得到更精確的測試結(jié)果,還可以提高測試效率。
針對用戶提出的要求,我們自己進(jìn)行了模擬測試并最終驗(yàn)證了其可行性。下面為使用RIGOL的DS4000系列四通道示波器進(jìn)行的測試演示。測試方法為產(chǎn)生四路具有固定延時關(guān)系的脈沖信號,通過在兩臺示波器和在一臺示波器上觀察得到的四路信號的時序關(guān)系的對比來判定測試測試方法的可靠性。
首先使用RIGOL函數(shù)任意波形發(fā)生器產(chǎn)生四路具有2.5us延時的脈沖信號A,B,C,D。之后將四路信號輸入到一臺示波器,A信號為模擬時鐘信號。可看到在一臺示波器上得到的四路信號的時序關(guān)系與設(shè)定值相符。即每路信號相對前一路信號的上升沿都有250us的延時。
圖3:測試四路有固定時延的信號
圖4:四路信號時延關(guān)系
之后將四路信號中的A,B路信號輸入到示波器1,C,D路信號輸入到示波器2,之后看四路信號的時序關(guān)系。測試前兩臺示波器需進(jìn)行同步設(shè)置,以保證兩臺示波器可以準(zhǔn)確的顯示信號間的時序關(guān)系。
圖5:兩臺示波器測試四路信號時序關(guān)系
圖6:示波器1測試A,B信號時序
圖7:示波器2測試C,D信號時序
從兩臺示波器測試的四路信號的時序效果來看,四路信號的上升沿相對于參考點(diǎn)位置的時延都為2.5us,與將四路信號同時輸入到一臺示波器的測試結(jié)果是相同的。所以將多臺RIGOL示波器進(jìn)行同步設(shè)置后,即可以對多路信號的時序關(guān)系及幅度、信號質(zhì)量等測量通過一次測試完成,提高了工程師測試的準(zhǔn)確度和效率。
如果對多于四路信號的測試,可以通過上位機(jī)軟件將兩臺示波器的波形顯示在同一個界面,這樣可以不改變工程師原有信號觀測習(xí)慣,提供更友好地測試感受。
圖8:上位機(jī)同步顯示多臺儀器信號
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