作者丨鼎陽科技 張一慧

引言

數(shù)字電路測試是數(shù)字電路設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，用于驗證數(shù)字電路功能是否按照所期望的方式工作。在數(shù)字電路測試中，通常使用示波器進(jìn)行數(shù)字電路輸出信號的檢測，從而進(jìn)行故障查找或確定電路性能和參數(shù)，不同的示波器具有不同的帶寬和采樣率，可以為多種類型的電路提供合適的測量解決方案。本文將為大家介紹如何使用示波器進(jìn)行典型數(shù)字電路的調(diào)試。

1、意義

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，電子電路的設(shè)計逐步復(fù)雜化，從而導(dǎo)致數(shù)字電子電路的測試越來越困難。科學(xué)合理的測試方案無疑在電路設(shè)計和制造過程中具有重要意義，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

驗證電路功能：通過輸入特定的信號并觀察輸出，可以確保電路在各種工作條件下都能正確執(zhí)行其功能，這對于確保產(chǎn)品的可靠性和性能至關(guān)重要。

發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷：在測試過程中，可能會發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計中存在的缺陷或錯誤，例如邏輯錯誤或元件故障，通過及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)這些錯誤，可以避免在產(chǎn)品發(fā)布后出現(xiàn)嚴(yán)重問題，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

優(yōu)化電路設(shè)計：通過測試，可以獲得電路的實際性能數(shù)據(jù)，如功耗、速度、穩(wěn)定性等。這些數(shù)據(jù)可以用于評估電路性能，并為優(yōu)化電路設(shè)計提供依據(jù)。

2、解決方案

異常事件和特定事件的捕獲

示波器在設(shè)計和調(diào)試數(shù)字電路的過程中，可以幫助工程師迅速發(fā)現(xiàn)問題，捕獲異常波形信號，搜索關(guān)心的特定事件，從而方便用戶分析電路特點并解決問題。

想要找到和看到問題，首先需要一臺能夠輕松捕獲到低概率異常事件的示波器，它可以讓用戶在幾秒內(nèi)看到毛刺或者其它偶發(fā)瞬態(tài)事件，揭示電路問題的真正特點。

除此之外，鼎陽示波器具有余輝顯示功能，余輝開啟后，示波器用新采集的波形更新顯示，但并不立即清除之前采集的波形。已采集的波形將以亮度較低的顏色顯示，而新采集的波形則以正常顏色和亮度顯示，結(jié)合高波形刷新率和余輝功能，某些情況下用戶無須進(jìn)行復(fù)雜的觸發(fā)設(shè)置，即可在較短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)波形中的異常，提高測試效率。

若需要了解異常信號相對于正常信號發(fā)生的頻次，可開啟色溫功能，波形出現(xiàn)的頻率越大，顏色越暖，出現(xiàn)的頻率越小，顏色越冷，以此判斷異常信號出現(xiàn)的概率。

圖1  快速捕獲異常信號

若想要在長波形記錄中找到一個特定事件，可開啟搜索和導(dǎo)航功能。通過指定條件，對波形進(jìn)行自動搜索，并把符合條件的事件用白色三角符號標(biāo)識出來，結(jié)合導(dǎo)航功能，快速定位到感興趣的事件，省去了手動搜索的耗時和不便。

圖2 快速找到關(guān)注事件并進(jìn)行標(biāo)記

多路數(shù)字信號測量

在復(fù)雜的數(shù)字電路中，工程師們可能需要捕獲多個串行或并行數(shù)字信號，觀測被測信號的時序關(guān)系，鼎陽科技多款示波器可搭配SPL2016邏輯探頭實現(xiàn)16路數(shù)字通道的采集功能， 16路數(shù)字信號可分為兩組，每組可自定義命名，兩組信號在邏輯分析儀探頭中可獨立設(shè)置閾值電平，這樣用戶可以使用同一個探頭同時觀察兩種不同的數(shù)字邏輯電平信號。

數(shù)字通道與模擬通道相結(jié)合，以實現(xiàn)混合信號采集與分析功能，快速解決模數(shù)混合信號的設(shè)計與分析等問題。在數(shù)字通道參數(shù)區(qū)，可快捷設(shè)置數(shù)字通道波形顯示區(qū)域的高度范圍和位移。

圖4 數(shù)字通道與模擬通道同時顯示