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用福禄克掌上示波器进行脉宽触发

时间:2009-07-08 13:43来源:上海君达 作者:上海君达 点击:
   用福禄克掌上示波器进行脉宽触发
假信号。定时抖动。系统崩溃。它们是工程师的克星,是常规测试工具(无论多么强大)无法检测出的、隐藏在网络中的可怕问题。有时,您需要一个具有特殊功能的工具。
您需要脉宽触发。
脉宽触发有时称为时间合格触发或假信号触发)移动到脉冲沿以外。其是通过在脉冲持续时间而不是在其脉冲沿进行触发来捕捉一个具体的正或负脉冲的有效方式。这非常重要。在一个逻辑电路中,例如:一个假信号 ,即比时钟脉冲更快的脉冲 - 可能是一个严重的问题根源。仅边沿测量是不够的。能够仅在假信号时触发,查找它是怎样产生的,并确定其对系统其它部分的影响 - 所有的均可通过脉宽触发 - 提供重要的故障诊断信息。
无论它是同步逻辑错误,还是与旋转编码器相关的问题,或串行数据传输错误,具有脉宽触发功能的示波器均可帮助维护技术人员查找出最棘手的隐藏问题。
能够仅在假信号时触发,查找它是怎样产生的,并确定其对系统其它部分的影响,为维护工程师提供一种重要的故障诊断工具
除了假信号以外,电路中的许多定时问题是由出现时间过长的脉冲造成的(例如,其可表示一个漏脉冲)。
为了获得信息,你可以设定脉宽触发范围进行触发。
在长脉冲时触发在许多长脉冲在数据流开始时经常出现的总线协议中也是很实用的。为了克服所有可能,脉宽触发功能应具有四个时间限定: ‘less than(小于)’(< t)、‘greater than(大于)’(> t)、‘equal to(等于)’(= t)和‘not equal to(不等于)’(¹ t),其中时间间隔可选(最小步幅为0.01 分度或50 ns)。示波器还具有九分度前置触发和1000分度后置触发的时延。
 
同步逻辑中的跟踪误差
 
一个与同步逻辑系统相关的典型问题是信号路径中慢外设组件所造成的意外定时时延。例如:在微处理器板上,一个单独时钟控制着所有定时功能。两个同时通过一个门电路的时钟驱动脉冲应产生一个与时钟脉冲同步的输出脉冲。任何由故障组件或甚至设计问题所造成的信号延时,可能导致一个输出脉冲短于时钟脉冲时间。

 

在持续时间上比时钟脉冲更短。这稍后可在电路中导致各种方式的定时问题。如果怀疑此类型问题,则将示波器设定到在比系统时钟脉冲更短的脉冲时触发。例如:采用1 μs的时钟脉冲,将示波器一个通道的时间限定设定到在 t < 1 μs时触发,将显示可能导致意外电路行为的任何信号部分(如:假信号)。然后,您可将仪器的第二通道设定到监控逻辑电路的其它部分,以确定哪些分量造成假信号。
 
保持数控机器的运行
 
旋转编码器实际上是所有数控工业设备的一个基本装置,并是一个可能的故障源。编码器通常采用磁编码器或光学编码器,例如:两套孔径以直角方式定位在转鼓中,所产生脉冲之间的距离是转动速度的一个直接量度。在某些系统中,旋转运动转换成直线运动。然后,编码器提供线性位移的精确量度。例如:在硅晶圆厚度研磨(微米准确度范围内)精密研磨设备中有此系统。从旋转编码器发出的脉冲传输到一个定位装置中(事实上是倒计时计数到由一个微控制器或PLC等所规定的设定点的电子脉冲计数器)。这控制着可移动机器部件的位移,每当到达设定点时使其返回到零点为止。
如果污物进入系统,会导致不良磁接触,或如果是光学编码器,转鼓中一个或多个孔径被堵塞,则将出现故障。其结果将导致错误数据传输到PLC中的漏脉冲,并可能造成灾难性后果。例如:在晶圆研磨机中,漏脉冲将造成研磨工具行进超过其最大限值,导致晶圆过薄。
利用示波器脉宽触发功能,检测编码器错误相对较容易。一个漏负脉冲可以说是异常长的正脉冲,因此只需将一个通道上的时间限定设定为在持续时间比预计脉冲间隔时间更长的正脉冲时触发。在此种情况下,监控编码器和定位装置之间数据总线上的信号,可立即显示可能造成设备故障的任何解码器错误(图 4 和图 5)。
 
串行数据传输错误
 
微控制器与其外围设备之间的串行数据传输错误有时难以查找,因为其可能是由于故障的组件、微控制器所产生的错误数据或甚至串行数据总线本身的错误。该总线所传输的数据流事实上由一系列数字指令和其指令相关外围设备的地址组成。指令或地址中的错误,例如:不正确的逻辑电平或脉冲长度,将导致外围设备响应不正确或根本不响应。

使用示波器的‘equal to(等于)’,即:t = xxx s PWT时间限定以及微控制器和外围设备定时和通信协议知识(从已出版的技术规格),示波器可设定到在数据流前脉冲时触发(图6)。

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