泰克混合信号示波器(MSO)由于能够捕捉信号的模拟和数字表示并以时间关联的格式显示它们,非常适合验证数字信号的信号完整性和调试数字电路。下面以5系列MSO为例说明,2、4、5和6系列MSO操作方式相同。MSO2000和MSO5000系列示波器遵循相同的原理,但用户界面有所不同。它们都结合了专业级示波器的性能和逻辑分析仪的基本功能。3系列MDO、MDO3000和MDO4000系列混合域示波器也提供16通道逻辑分析仪功能。这里,MSO中提到的任何功能或能力也适用于MDO产品。
设置数字阈值
混合信号示波器的数字通道像数字电路一样,将数字信号视为逻辑高或逻辑低。这意味着只要振铃、过冲和地弹不引起逻辑转换,这些模拟特性对MSO来说就不是问题。与逻辑分析仪一样,MSO使用用户指定的阈值电压来确定信号是逻辑高还是逻辑低。
MSO的模拟通道可以快速检查数字信号的逻辑摆幅。在图1中,示波器自动测量数字信号的幅度约为3.6V。对于具有对称电压摆幅的逻辑系列,如CMOS,阈值为信号幅度的一半。然而,对于具有非对称电压摆幅的逻辑系列,如TTL(晶体管-晶体管逻辑),通常需要参考组件数据表并将阈值定义为逻辑器件的最大低电平输入电压(TTLVIL=0.8V)和最小高电平输入电压(TTLVIH=2.0V)之间的中点(TTLV阈值=1.4V)。
图1.在同一个TLP058数字逻辑探头组上设置混合逻辑系列(TTL和CMOS)的阈值。
大多数泰克MSO提供每通道阈值设置,这对于调试具有混合逻辑系列的电路非常有用。图2显示了5系列MSO使用8通道TLP058探头测量多个逻辑信号。TTL信号阈值设置为1.7V,3.3VCMOS信号阈值设置为1.65V,5VCMOS信号阈值设置为2.5V,从而能够可靠地同时采集各种逻辑信号。
对于3系列MDO、MSO2000和MDO3000系列,阈值是按探头组(一个8通道的组)调整的,因此TTL信号将在一个探头组上,而LVPECL信号将在第二个探头组上。
图2.探头颜色编码与波形颜色编码相匹配,使得更容易看到哪个信号对应哪个测试点。
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