Fluke ScopeMeter 190C的脈沖觸發(fā)功能

 來源：東方嘉儀 www.zhongqili.com  點(diǎn)擊：

　　利用其先進(jìn)的脈沖觸發(fā)功能 來自于Fluke公司的ScopeMeter 190C手持示波器將最好的桌面設(shè)備的所有診斷功能集成在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工程師的掌上。Wim Nederhoff, 是荷蘭Almelo的Fluke公司的市場(chǎng)部經(jīng)理他將解釋為何脈沖寬度觸發(fā)功能可以用來進(jìn)行很多單邊的觸發(fā)功能所不能進(jìn)行的診斷。

　　為了捕捉諸如閃爍、字節(jié)丟失、定時(shí)振蕩和系統(tǒng)崩潰及網(wǎng)絡(luò)問題這樣的事件則該示波器需要比傳統(tǒng)示波器更為復(fù)雜的觸發(fā)能力。然而即使使用當(dāng)今最為復(fù)雜的示波器，大多數(shù)的雙頻道設(shè)備還僅提供邊界觸發(fā)的功能而可以提供先進(jìn)的脈沖寬度觸發(fā)功能的手持設(shè)備在當(dāng)今依然是十分的罕見。由于預(yù)計(jì)到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工程師會(huì)與在實(shí)驗(yàn)室中的工程師一樣需要該功能因此Fluke公司就將該功能引進(jìn)到其先進(jìn)的 ScopeMeter 190C 手持系列示波器之中。 

　　脈沖寬度觸發(fā)(PWT)，紅外熱像儀有時(shí)也叫時(shí)間觸發(fā)或者是閃爍觸發(fā)是一種強(qiáng)大的通過觸發(fā)持續(xù)脈沖而不是脈沖邊界的方式來捕捉特定的正或者是負(fù)脈沖的觸發(fā)方法。例如在一個(gè)邏輯電路之中一個(gè)閃爍（比如說比脈沖時(shí)鐘要快得多的一個(gè)脈沖）可能會(huì)導(dǎo)致一系調(diào)查何種原因?qū)е铝嗽撻W爍并了解列的嚴(yán)重問題。該儀器可以唯一地對(duì)該閃爍進(jìn)行觸發(fā)對(duì)系統(tǒng)其他部分的影響進(jìn)行調(diào)查所有這些為服務(wù)工程師提供了一個(gè)非常好的診斷的工具。除了閃爍之外在電路中很多的定時(shí)問題是由于脈沖的顯示太長(zhǎng)（這可以是丟失脈沖）。為了捕捉這些信息你可以將示波器設(shè)置為其觸發(fā)的脈沖比給定的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。長(zhǎng)脈沖的觸發(fā)在很多的總線協(xié)議中也非常有用在那里長(zhǎng)脈沖經(jīng)常發(fā)生在數(shù)據(jù)流的開始階段。 

　　為了滿足所有可能發(fā)生的事件在ScopeMeter 190系列產(chǎn)品上的脈沖的觸發(fā)功能提供4種時(shí)間限定： ‘小于’ (< t), ‘大于’ (> t), ‘等于(= t) 和‘不等于’ ( t)這里的時(shí)間間隔的選擇最小為0.01 間隔或者是 50 ns。該示波器也可以提供9個(gè)間隔的觸發(fā)前和1000個(gè)間隔的觸發(fā)后顯示。然而為了要設(shè)置正確的觸發(fā)條件也非常必要對(duì)于你所要尋找的信號(hào)有所了解例如可能的脈沖持續(xù)時(shí)間你所調(diào)查的條件是否會(huì)導(dǎo)致閃爍或者是比正常的信號(hào)有更長(zhǎng)的脈沖長(zhǎng)度等等。.

　　在該CMOS設(shè)計(jì)之中 一個(gè) 450 kHz 的控制信號(hào)顯示有不規(guī)則的間斷的現(xiàn)象。最后發(fā)現(xiàn)該間斷的原因是由于多路復(fù)用器的時(shí)間軸中被放在了錯(cuò)誤的位置從而導(dǎo)致了串?dāng)_。紅色的（頂部）蹤跡顯示具有間斷的 450 kHz信號(hào)而藍(lán)色的蹤跡（底部）則顯示導(dǎo)致不正確的轉(zhuǎn)換操作的串?dāng)_。450 kHz的矩形波具有大約1.1 s的脈沖寬度因此觸發(fā)器被選擇設(shè)置為持續(xù)的脈沖大于, >1.2 s 的持續(xù)時(shí)間這就可以識(shí)別錯(cuò)誤的脈沖。

　　使用脈沖寬度觸發(fā)非常重要的一點(diǎn)就是要將信號(hào)間斷從主信號(hào)中分離出來(文件: Screen1.bmp)

　　當(dāng)使用更高的掃描速度的時(shí)候很明顯串?dāng)_產(chǎn)生的原因是由于子系統(tǒng)不`能夠與450 kHz的控制信號(hào)相一致。由于其數(shù)字保持模式連續(xù)脈沖被借助于顯示的持續(xù)性與模擬示波器中同樣的方式被顯示。 (文件：Screen2.bmp)

　　在同步邏輯系統(tǒng)中跟蹤錯(cuò)誤
　　在同步邏輯系統(tǒng)中所發(fā)生的典型的問題一般是是外圍設(shè)備信號(hào)路徑的不正常定時(shí)延誤。比如在一個(gè)微型處理器的主板上單一時(shí)鐘可以控制所有的定時(shí)功能。兩個(gè)時(shí)鐘脈沖同時(shí)通過關(guān)口時(shí)應(yīng)當(dāng)是可以產(chǎn)生與時(shí)鐘脈沖同步的輸出脈沖。任何不可預(yù)見的錯(cuò)誤設(shè)備（或者更糟糕的是，由于低劣的設(shè)計(jì)所致）所導(dǎo)致的其中一個(gè)信號(hào)的延誤都將導(dǎo)致比時(shí)鐘脈沖更短的輸出脈沖。這可能在以后的電路中導(dǎo)致所有形式的定時(shí)問題。如果預(yù)計(jì)到會(huì)有該類問題的出現(xiàn)則可以將ScopeMeter設(shè)置成比系統(tǒng)的時(shí)鐘具有更短的脈沖持續(xù)時(shí)間。例如如果時(shí)鐘的脈沖為1 s則將ScopeMeter其中一個(gè)頻道的時(shí)間比較設(shè)置為t < 1 s這就可以揭示任何的由于不可預(yù)期的電路所導(dǎo)致的信號(hào)分離比如象閃爍。接著你可以將設(shè)備的第二個(gè)信道設(shè)置為監(jiān)測(cè)邏輯電路的其他部分以找出是哪部分部件導(dǎo)致了該閃爍的產(chǎn)生。另外 ScopeMeter的9個(gè)間隔的觸發(fā)前和1000個(gè)間隔的觸發(fā)后的瀏覽功能可以將事件發(fā)生周圍的所有情況被捕捉并以非常令人滿意的時(shí)間分解加以分析。并且該儀器獨(dú)有的捕捉和回放的特點(diǎn)可以自動(dòng)地記錄事件并且可以在有時(shí)間分析的時(shí)候?qū)⒄麄�(gè)事件回放以供分析。

　　一個(gè)通過使用ScopeMeter的脈沖寬度觸發(fā)器功能所捕捉到的比時(shí)鐘脈沖要短的脈沖信號(hào)表明至少有該邏輯電路中有一個(gè)外圍設(shè)備沒有正常工作。被使用負(fù)走向脈沖所觸發(fā)的示波器比500 ns的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖更短。(文件: Screen3.bmp)

　　使數(shù)字控制機(jī)械工作和運(yùn)轉(zhuǎn)
　　旋轉(zhuǎn)編碼器幾乎是所有數(shù)字控制的工業(yè)設(shè)備中基本部件同時(shí)也是比較容易出問題的部件。編碼器通常是磁的或者是光的（例如兩個(gè)孔被正確地放置在旋轉(zhuǎn)鼓的合適位置）這樣脈沖之間所產(chǎn)生的距離就直接等于旋轉(zhuǎn)速度。在某些系統(tǒng)之中轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)被轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)這樣編碼器就可以作出高準(zhǔn)確度的線性位移測(cè)量。例如在某些精確的研磨設(shè)備中該系統(tǒng)被用于研磨硅晶片的厚度以使其滿足極其嚴(yán)格的準(zhǔn)確度。來自于旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖會(huì)被轉(zhuǎn)換成定位單元事實(shí)上一個(gè)電子脈沖計(jì)數(shù)器會(huì)將由微型控制器或者是PLC所定義的點(diǎn)統(tǒng)計(jì)出來。這樣就可以控制可移動(dòng)部件（例如研磨頭）的位置移動(dòng)并且每次當(dāng)設(shè)置點(diǎn)被達(dá)到的時(shí)候就將其返回到零點(diǎn)位置。 

　　但是當(dāng)一個(gè)臟物體進(jìn)入系統(tǒng)從而導(dǎo)致磁性的不良接觸或者在編碼器中旋轉(zhuǎn)鼓的位置有一個(gè)或者兩個(gè)孔被堵住則就會(huì)出現(xiàn)問題。由此所導(dǎo)致的脈沖丟失會(huì)導(dǎo)致PLC傳輸?shù)臄?shù)據(jù)錯(cuò)誤從而可能產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。例如在晶片研磨機(jī)中脈沖的丟失會(huì)導(dǎo)致研磨工具超過其最大的極限從而會(huì)導(dǎo)致晶片太薄。 

　　使用ScopeMeter的脈沖寬度觸發(fā)功能可以相對(duì)簡(jiǎn)單地探測(cè)到編碼器的錯(cuò)誤。丟失的負(fù)脈沖可以被解釋為不正常的長(zhǎng)時(shí)間正脈沖所致因此你只需要在其中的一個(gè)頻道上設(shè)置一個(gè)時(shí)間的限定使高于某一預(yù)期脈沖間隔的正脈沖可以被觸發(fā)。這種只需要檢測(cè)編碼器之間數(shù)據(jù)線的信號(hào)及定位單元就可以即刻揭示導(dǎo)致設(shè)備故障的任何編碼器錯(cuò)誤。

　
　　從該旋轉(zhuǎn)編碼器中得出的輸出脈沖表明該信號(hào)不是一種持續(xù)的方波—這就意味著某些脈沖有不正確的脈沖寬度。然而確切的持續(xù)時(shí)間不無法決定的因?yàn)椴ㄐ斡懈采w。數(shù)字保持模式用來捕捉超過較長(zhǎng)時(shí)禎的信號(hào)異常。 (文件： Screen4.bmp)

　　通過對(duì)比正常編碼器脈沖的持續(xù)時(shí)間更寬的脈沖寬度觸發(fā)選擇可以看出編碼器縫隙偶爾會(huì)被省略—從而會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤信息。(文件： Screen5.bmp)

　　串行數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤 
　　在微型控制器和其外圍設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤往往難以查明因?yàn)樗鼈兛梢允清e(cuò)誤部件所致微型控制器的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)產(chǎn)生甚至有可能是由于串行數(shù)據(jù)線本身引起。事實(shí)上有總線中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中包含有數(shù)字設(shè)備的串行數(shù)和與這些設(shè)備相關(guān)的外圍設(shè)備的地址。設(shè)備或者是地址的錯(cuò)誤比如說不正確的邏輯電平或者是脈沖的長(zhǎng)度都可以導(dǎo)致外圍設(shè)備的相應(yīng)錯(cuò)誤。

　　使用ScopeMeter的 ‘等于’ (i.e. t =xxx s)的 PWT 時(shí)間限定及微型控制器和外圍設(shè)備（來自于公布的規(guī)格）的定時(shí)和通信知識(shí)ScopeMeter可以被設(shè)置成數(shù)據(jù)流領(lǐng)先脈沖觸發(fā)。 

使用ScopeMeter190C中的脈沖寬度觸發(fā)功能可以用來分析在RS-232中通信連接的信號(hào)質(zhì)量。示波器被設(shè)置為在數(shù)字之前的信號(hào)觸發(fā)。使用鼠標(biāo)可以非常`容易確定波特率它將化203 s的時(shí)間來傳輸 8字節(jié)數(shù)據(jù)這等于25.4 s/bit即 39.4 kb/s 的波特率。(文件： Screen6.bmp)

　　雖然很少有疑問串行數(shù)據(jù)分析儀將使工作更容易但象這種特殊的設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室外卻很少使用。因此這里就給ScopeMeter 190的令人難以想象的多樣化的功能作進(jìn)一步的解釋并說明其為何成為現(xiàn)場(chǎng)工程師的不可缺少的輔助工具。