Fluke ScopeMeter 190C的脈沖觸發(fā)功能

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　　利用其先進(jìn)的脈沖觸發(fā)功能 來(lái)自于Fluke公司的ScopeMeter 190C手持示波器將最好的桌面設備的所有診斷功能集成在現場(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(lái)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、字節丟失、定時(shí)振蕩和系統崩潰及網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題這樣的事件則該示波器需要比傳統示波器更為復雜的觸發(fā)能力。然而即使使用當今最為復雜的示波器，大多數的雙頻道設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)功能的手持設備在當今依然是十分的罕見(jiàn)。由于預計到現場(chǎng)服務(wù)工程師會(huì )與在實(shí)驗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)是一種強大的通過(guò)觸發(fā)持續脈沖而不是脈沖邊界的方式來(lái)捕捉特定的正或者是負脈沖的觸發(fā)方法。例如在一個(gè)邏輯電路之中一個(gè)閃爍（比如說(shuō)比脈沖時(shí)鐘要快得多的一個(gè)脈沖）可能會(huì )導致一系調查何種原因導致了該閃爍并了解列的嚴重問(wèn)題。該儀器可以唯一地對該閃爍進(jìn)行觸發(fā)對系統其他部分的影響進(jìn)行調查所有這些為服務(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(wèn)題是由于脈沖的顯示太長(cháng)（這可以是丟失脈沖）。為了捕捉這些信息你可以將示波器設置為其觸發(fā)的脈沖比給定的持續時(shí)間更長(cháng)。長(cháng)脈沖的觸發(fā)在很多的總線(xiàn)協(xié)議中也非常有用在那里長(cháng)脈沖經(jīng)常發(fā)生在數據流的開(kāi)始階段。 

　　為了滿(mǎn)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。然而為了要設置正確的觸發(fā)條件也非常必要對于你所要尋找的信號有所了解例如可能的脈沖持續時(shí)間你所調查的條件是否會(huì )導致閃爍或者是比正常的信號有更長(cháng)的脈沖長(cháng)度等等。.

　　在該CMOS設計之中 一個(gè) 450 kHz 的控制信號顯示有不規則的間斷的現象。最后發(fā)現該間斷的原因是由于多路復用器的時(shí)間軸中被放在了錯誤的位置從而導致了串擾。紅色的（頂部）蹤跡顯示具有間斷的 450 kHz信號而藍色的蹤跡（底部）則顯示導致不正確的轉換操作的串擾。450 kHz的矩形波具有大約1.1 s的脈沖寬度因此觸發(fā)器被選擇設置為持續的脈沖大于, >1.2 s 的持續時(shí)間這就可以識別錯誤的脈沖。

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

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

　　在同步邏輯系統中跟蹤錯誤
　　在同步邏輯系統中所發(fā)生的典型的問(wèn)題一般是是外圍設備信號路徑的不正常定時(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(guò)關(guān)口時(shí)應當是可以產(chǎn)生與時(shí)鐘脈沖同步的輸出脈沖。任何不可預見(jiàn)的錯誤設備（或者更糟糕的是，由于低劣的設計所致）所導致的其中一個(gè)信號的延誤都將導致比時(shí)鐘脈沖更短的輸出脈沖。這可能在以后的電路中導致所有形式的定時(shí)問(wèn)題。如果預計到會(huì )有該類(lèi)問(wèn)題的出現則可以將ScopeMeter設置成比系統的時(shí)鐘具有更短的脈沖持續時(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)間比較設置為t < 1 s這就可以揭示任何的由于不可預期的電路所導致的信號分離比如象閃爍。接著(zhù)你可以將設備的第二個(gè)信道設置為監測邏輯電路的其他部分以找出是哪部分部件導致了該閃爍的產(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?chē)�的所有情況被捕捉并以非常令人滿(mǎn)意的時(shí)間分解加以分析。并且該儀器獨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)候將整個(gè)事件回放以供分析。

　　一個(gè)通過(guò)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表明至少有該邏輯電路中有一個(gè)外圍設備沒(méi)有正常工作。被使用負走向脈沖所觸發(fā)的示波器比500 ns的系統時(shí)鐘脈沖更短。(文件: Screen3.bmp)

　　使數字控制機械工作和運轉
　　旋轉編碼器幾乎是所有數字控制的工業(yè)設備中基本部件同時(shí)也是比較容易出問(wèn)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速度。在某些系統之中轉動(dòng)會(huì )被轉換成線(xiàn)性運動(dòng)這樣編碼器就可以作出高準確度的線(xiàn)性位移測量。例如在某些精確的研磨設備中該系統被用于研磨硅晶片的厚度以使其滿(mǎn)足極其嚴格的準確度。來(lái)自于旋轉編碼器的脈沖會(huì )被轉換成定位單元事實(shí)上一個(gè)電子脈沖計數器會(huì )將由微型控制器或者是PLC所定義的點(diǎn)統計出來(lái)。這樣就可以控制可移動(dòng)部件（例如研磨頭）的位置移動(dòng)并且每次當設置點(diǎn)被達到的時(shí)候就將其返回到零點(diǎn)位置。 

　　但是當一個(gè)臟物體進(jìn)入系統從而導致磁性的不良接觸或者在編碼器中旋轉鼓的位置有一個(gè)或者兩個(gè)孔被堵住則就會(huì )出現問(wèn)題。由此所導致的脈沖丟失會(huì )導致PLC傳輸的數據錯誤從而可能產(chǎn)生災難性的后果。例如在晶片研磨機中脈沖的丟失會(huì )導致研磨工具超過(guò)其最大的極限從而會(huì )導致晶片太薄。 

　　使用ScopeMeter的脈沖寬度觸發(fā)功能可以相對簡(jiǎn)單地探測到編碼器的錯誤。丟失的負脈沖可以被解釋為不正常的長(cháng)時(shí)間正脈沖所致因此你只需要在其中的一個(gè)頻道上設置一個(gè)時(shí)間的限定使高于某一預期脈沖間隔的正脈沖可以被觸發(fā)。這種只需要檢測編碼器之間數據線(xiàn)的信號及定位單元就可以即刻揭示導致設備故障的任何編碼器錯誤。

　
　　從該旋轉編碼器中得出的輸出脈沖表明該信號不是一種持續的方波—這就意味著(zhù)某些脈沖有不正確的脈沖寬度。然而確切的持續時(shí)間不無(wú)法決定的因為波形有覆蓋。數字保持模式用來(lái)捕捉超過(guò)較長(cháng)時(shí)禎的信號異常。 (文件： Screen4.bmp)

　　通過(guò)對比正常編碼器脈沖的持續時(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 )導致錯誤信息。(文件： Screen5.bmp)

　　串行數據傳輸錯誤 
　　在微型控制器和其外圍設備之間的串行數據傳輸的錯誤往往難以查明因為它們可以是錯誤部件所致微型控制器的錯誤數據產(chǎn)生甚至有可能是由于串行數據線(xiàn)本身引起。事實(shí)上有總線(xiàn)中所傳輸的數據流中包含有數字設備的串行數和與這些設備相關(guān)的外圍設備的地址。設備或者是地址的錯誤比如說(shuō)不正確的邏輯電平或者是脈沖的長(cháng)度都可以導致外圍設備的相應錯誤。

　　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備（來(lái)自于公布的規格）的定時(shí)和通信知識ScopeMeter可以被設置成數據流領(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(lái)分析在RS-232中通信連接的信號質(zhì)量。示波器被設置為在數字之前的信號觸發(fā)。使用鼠標可以非常`容易確定波特率它將化203 s的時(shí)間來(lái)傳輸 8字節數據這等于25.4 s/bit即 39.4 kb/s 的波特率。(文件： Screen6.bmp)

　　雖然很少有疑問(wèn)串行數據分析儀將使工作更容易但象這種特殊的設備在實(shí)驗室外卻很少使用。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(shuō)明其為何成為現場(chǎng)工程師的不可缺少的輔助工具。