是德示波器来帮您查找出现毛刺的原因

异常毛刺、非单调边沿和亚稳态信号是几类经常使工程师感到烦恼不已、寝食难安的信号异常。对异常进行故障诊断通常分三步走：

1、观察识别;确认异常存在

2、信号隔离;将异常信号与良好信号分离

3、分析收集;查找导致根本原因的线索(例如频率异常、独一无二的码型、或者其他标识以对第一个异常的原因进行诊断。)

一、确认和隔离异常

如果您怀疑自己的设计中存在异常，那么无论是在产品开发、设计验证还是故障分析过程中，您所要做的第一件事便是找到异常。图1所示的是混在良好信号中的一个异常毛刺。该毛刺会造成设计出现间歇性的操作故障。如果像传统的数字存储示波器一样采用较慢的波形捕获率(触发更新速率)，则第一步的观察确认将会耗费很长时间。不过，借助 6000X系列每秒450,000 波形的捕获率(波形 / 秒)，您可以立即看到这种异常毛刺。在节约时间方面，如果您使用捕获率为 450,000 波形 / 秒的示波器来显示一个毛刺可能需要10秒钟，但如果换用1,000波形 / 秒捕获率的示波器来，显示同一毛刺需要75分钟!

现在，您已确认了毛刺，接下来您会希望将其与良好信号隔离开来。使用高级触发是在现代示波器中隔离信号的基本方法。不过，设置高级触发需要专业知识，该过程可能极富挑战性，这要视您要试图隔离异常的复杂程度而定。凭借6000X系列示波器独有的硬件 InfiniiScan 区域触摸触发，信号隔离变得非常简单，只需在信号周围或感兴趣的区域划一个方框即可，并选择信号是否为“必须交叉”或“不得交叉”。示波器将会仅显示满足这些限定条件的波形。图2和图3是使用 InfiniiScan 区域触发隔离我们示例信号中异常毛刺的示例。由于6000X InfiniiScan 区域触发基于硬件，它可通过速度高达每秒160,000波形的触发进行扫描。相较之下，基于软件的区域触发每秒仅能查看约1,000个波形。

图 1. 快速更新速率可更快捕获异常毛刺。

图 2. 划此方框以设置 InfiniiScan 区域触摸触发。

图 3. 仅捕获和显示图 2 中所划方框的交叉波形。

二、收集并深入分析以确定毛刺的来源

一旦异常得到隔离，下一步就是收集并分析相关信息，并试图找出这个毛刺的根本原因。使用6000X系列示波器多点触摸屏上的双光标，我们可以快速测量毛刺的大小，在图4的情况下，毛刺约为图中所示的40 ns。在了解了这个毛刺的宽度后，我们现在可用第二种方式来隔离毛刺。

图 4. 使用双光标来确定毛刺大小

我们真正想要了解的是，这个毛刺是否多次发生，如果是，那么其发生频率是多少。在此情况下的高级触发中，脉宽触发是较为理想的一个。脉宽触发可通过设置“大于”、“小于”或“在……之间”的脉宽条件来工作。图5所示的脉宽触发设置采用“小于 50 ns”的脉宽。

图 5. 设置脉宽触发

但是我们如何才能找出毛刺多长时间发生一次呢?分段存储器是InfiniiVision 6000X系列示波器的一个标准功能，它能让您有选择地捕获和存储重要的信号活动或分段，而不会捕获琐碎的信号空闲时间。我们为每一分段提供一个相对于第一个触发事件时间标识。分段存储器是一个理想的解决方案，因为我们怀疑这种毛刺的出现频率很低，间隔有非常长的空闲时间。我们将使用分段存储器和脉宽触发来找出这种毛刺发生了多少次。

图 6. 分段存储器捕获的 50 个毛刺。侧栏列表显示相对时间标识

图6显示了捕获50个毛刺的结果。使用可滚动的侧栏事件列表，您可快速找出每个分段的时间标识。这个列表说明，毛刺是周期性的，每42ms 发生一次，或发生频率为23.8 Hz。

换句话说，您可以确定这个毛刺的潜在根本原因是来自信号源的一个耦合信号，频率大约在 23.8 Hz。

同时使用分段存储器和色度分析，可进行进一步的深入分析。当色度显示激活后，分段存储器的“分段分析”功能能够重叠所有分段。通过显示波形的三维定量视图，色度显示能够提供特定感兴趣事件的发生频率是多少，所以要找出如图7

图 7. 分段存储器的色度分析能够为您正在处理的这种类型的毛刺提供额外的深入分析

所示的异常波形信号，这是一个理想的解决方案。

另外请注意，分段存储器能以20 GSa/s的速度在2秒的时间内捕获50 个毛刺。没有分段存储器功能的传统示波器需要40 Gpts的存储深度来执行同样长度的采集 (2 sec / (1 pt / 20 GSa/s) = 40 Gpts)。

10 位计数器 / 累加器

InfiniiVision 6000 X 系列为发现特定毛刺的发生频率提供了另外一种可选方案，即使用内置的 10 位计数器和累加器 ( 选件 )。内置的 10 位计数器和累加器能够统计边沿数和“符合触发条件的事件”数量。图 8 所示的是用计数器来测量脉宽符合触发条件的事件频率。正如预期的那样，计数器发现毛刺的发生频率为 23.8 Hz。

图 8. 使用 10 位计数器和累加器来确定符合触发条件的事件频率