stupid的博客

UM2202是一款由台湾微米科技开发，贴Qmax的基于windows xp embeded的双通道示波器，处理器采用VIA Eden 733MHz，标配1G CF卡，可选配硬盘。每一通道的最深存储为500k pts，最高带宽200MHz，最大采样率1G sps。之所以这样说，是因为这些参数都可配置，不过带宽和采样率只有2个选项。

UM2202采用了8.4″TFT彩色触摸屏，分辨率为800*600，宣传说可以全屏显示波形，但我从德尔威拿到手的这台却不支持，波形显示窗口差不多只有5.4″。不过在显示方面这款示波器还是非常有特色，支持2个窗口各自显示2个通道，主窗口（信号采集）和放大信号后的窗口（zoom)，每个窗口都是10*8格，Zoom窗口不支持测量，但支持光标。除了显示方面的特点这个触摸屏在示波器的设置和测量方面起着不可替代的作用，因为不同于传统的示波器界面，在其面板上并没有配置足够的功能按钮，通道的设置，触发设置，采集设置，测量键等这些常用的按钮都没有，设置都必须通过触摸屏和菜单，这对于用惯了前面板的人来说非常不习惯。而且旋钮的阻尼参差不齐，手感非常一般，我拿到的这台游标2旋钮居然不起作用，而且示波器的反应大大落后于旋钮，感觉相当的迟钝，在用户界面方面和国产示波器处于同一档次。更要命的如果你大幅改变标度，示波器总会时不时的进入校正模式，继电器也响个不停。

触摸屏是如此的重要，再来看看菜单选项。这款示波器的菜单也极具特色，并非常见的下拉，而是在示波器的下方显示出所有的菜单选项，这对于用惯了下拉菜单的用户也是极不习惯，但习惯以后倒是非常方便。示波器所有的功能均能通过菜单设定。而且不同传统示波器的地方在于其Utilities功能非常强大，将一些后台校准和工程模式也开放给用户，这点是非常的方便。

在并不愉快的体验了用户界面以后，再来看看这款示波器的采集，触发，和测量功能。这也是这款示波器最具特色的地方。采集你可以选择采样，平均，峰值检测，包络方式，也可以选择存储深度，从10k到500k。触发提供了边沿，脉宽，间隔，矮脉冲，视频触发，并具有时间延时功能。总共23个自动测量参数，最多支持11个测量参数，这一点在所有的示波器当中也是非常少见的。光标支持上下光标，测量脉冲时，可同时得出幅度和脉宽。光标在前面板设有快捷按钮。FFT也非常有特色，采集的信号在时域窗口显示，而FFT在频域窗口显示，且在右边有小窗口，可以经行全局预览，然后再对关心的部分放大，FFT支持500kpts长度。FFT是近乎实时的，可以观察到采样率和存储深度对FFT结果的影响。查看FFT可以通过选择探头校准信号为1MHz进行快速查看。FFT界面如图1。

文档输出格式非常灵活，支持RAW，CSV，TXT，BMP，PNG格式，虽然标称支持JPG格式，但事实上并不支持。但瑕不掩瑜，波形和测试界面的抓取还是非常方便。体积：高215mm， 宽308mm，厚65mm，重量约2.5kg，携带起来非常方便，一个公文包就能装得下全部家当。

说完这款示波器的优点，再来看看缺点。

1 前面板非常另类，完全不同于以往的示波器，这一点让人非常不习惯
2 示波器的反应速度非常慢，跟成熟的示波器还是有一定差距。
3 软件还在发展中，很不稳定，经常自动进入校准模式。
4 波形不能全屏显示，除了点击通道箭标能进入通道设置菜单外，点击界面上的其它图标均不能迅速进入设置菜单，比如时基，触发。
5 虽然标称带宽高达200MHz，采样率也高达1G sps,但对一上升沿为2nS左右的方波信号却不能很好的描述，如图2
6 尽管存储深度高达500k pts，但并没有很好的利用这个存储深度，对捕捉到的信号没有搜索功能，只能通过Zoom来观察，非常耗时。没有统计分析功能，更不用说直方图，趋势图等功能。
7 尽管本底噪声控制的较好，2mV/div时，底噪只有1.2mV,但偏移较大，而且从V/div变成mV/div时，偏移更大，有时高达1格，虽然示波器可以自己校正offset，从而使得offset归零。

图1 FFT界面（最高支持500k pts分）


图2 最高采样率 1Gsps和存储深度500k pts时5MHz方波信号的表现。


图3 类似眼图的效果

利用无限余晖和改变触发边沿时余晖并不消失的特性生成的类似眼图的效果，图中是5MHz的方波

图4 Trigger jitter



捕获矮脉冲（欠幅脉冲）


由于UM2202的波形刷新率并不高，应该不会超过1k wfms/s,所以对于低速偶发毛刺或矮脉冲并不能迅速捕获并显示，是故利用无线余晖的功能，来将捕获到的毛刺或矮脉冲轨迹保留在屏幕上，然后再用光标大概测量一下矮脉冲的特征。

对比：此处出现的问题是虽然最终能将矮脉冲的轨迹显示出来，但时间稍长，具体反应在肉眼观察到了矮脉冲，可并不会马上余晖显示。而对比的TDS3014和54622D均能在500us/div下迅速看到这个矮脉冲。

触发设置：

5V方波的正常周期为400uS，频率2.5kHz，但有35%的抖动。因此一个周期的范围为260uS~540uS，相应的矮脉冲的正脉宽为200uS，考虑抖动以后脉宽为140uS~270uS，矮脉冲高1.5V。

脉宽触发（pulse width)：
由于是正向矮脉冲，所以负脉宽特征最明显。此处设为T介于270uS~800uS之间 或 T>270uS，由于UM2202没有正负脉宽的说法，而以边沿的方向来代替脉宽的极性，所以设为下降沿触，触发电平高于1.5V。
对比：值得一赞的是脉宽的设置非常的方便，弹出的数字键界面可以迅速的设定。而且设置为single trig以后，只要条件满足就会不断触发，可以利用这个特性粗略查看矮脉冲的发生频率，可以在一定程度上弥补波形刷新率的不足。TDS3014和54622D在single trig之后采集便停止。而54622D设置脉宽条件则非常不便，TDS3014因为有Coarse功能，相对好点，但也要拧好一阵子。

间隔触发(interval):
间隔触发和脉宽触发很相似，都是以时间宽度作为触发条件。但不同与脉宽的地方是间隔的定义是值两次上升/下降沿跨越触发电平的时间。
参照脉宽触发条件，定义T介于500uS~800uS之间 或 T>500uS，上升沿，下降沿均可触发，只是触发点的位置不同。

矮脉冲触发（Runt):
矮脉冲定义为跨越了第一个电平，但未能跨越第二个电平的脉冲。由于次矮脉冲高1.5V，正脉宽为140~270uS，所以设定触发电平1为3V，触发电平2为1V，T介于100uS~300uS之间 或T>100uS 或 T<300uS，上升沿触发。
对比：TDS3014的矮脉冲触发能力非常好用，不过这个功能不是标配是选件。可以在任意极性，只要有矮脉冲发生时便触发，这个功能非常好用，对于不了解矮脉冲特性时查找非常方便。

矮脉冲的发生几率（时间）
利用无线余晖和500k pts的存储能力，可以产看出两次矮脉冲之间的间隔时间，从而得出发生的几率。

两次矮脉冲之间的间隔约为195mS。
对比：此处就算将存储深度设为10k，也能查看到间隔时间，TDS3014虽然同样有10k 存储深度，但却看不到。54622D有单通道单次触发时4M pts的存储，所以也不成问题。

捕获毛刺（glitch)


脉宽触发：
T 介于0~200nS之间 或T<200nS，上升沿触发。此处要注意触发电平，一般设成50%触发可以稳定触发。
对比：Tektronix的TDS3014需要2.72V才能触发，2.8V以上能实现稳定触发。UM2202 2.2V时开始触发，2.5V能稳定触发。

间隔触发：
T介于0~200uS之间 或 T<200uS 下降沿触发。
对比：值得说明的是，TDS3014捕获的这个毛刺非常尖锐，过渡时间也较长，不再是严格的165nS，而54622D则跟UM2202捕获的一样。另关于放大后的波形，TDS3014不支持自动测量，也不支持光标，54622D则支持自动测量，也支持光标。

捕获非单调性和负向矮脉冲

1. 非单调边沿

脉宽触发
下降沿触发（负脉宽）T<3uS，触发电平设为1V，触发点为回沟。
上升沿/下降沿触发（正/负脉宽）T<30uS, 触发电平1V，触发点分别为回沟前和回沟后。

间隔触发
T介于340uS~560us之间，下降沿（负间隔）触发，触发电平确保在1V~1.8V之间。由于此波形还负脉冲，负脉冲底高1.4V所以，当触发电平进入1.4V以上会出现触发不稳，即非单调边沿和负矮脉冲交替触发的现象。

2. 负向矮脉冲


脉宽触发
下降沿触发（负脉宽）T<30uS或250uS，触发电平2V。
上升沿触发（正脉宽）T<250uS,触发电平2V。

间隔触发
T介于340uS~560uS之间，上升/下降沿均可，同样要注意触发电平，设在2V。当负边沿触发时，假如触发电平落在1.4~1.8V内，同样会出现非单调边沿和负矮脉冲交替触发的现象。

矮脉冲触发
下降沿触发（负矮脉冲）T>20uS 或 T<30uS或250uS。触发电平1为1V，触发电平2为2.7V。

500k pts存储深度

1. Persistence(Nine pulse widths,incrementing qty.)

利用Zoom放大后的脉冲波形，可以看出脉冲的特性


利用长存储捕获信号的全貌

2. Long Memory（500kHz and 750kHz,33 mS delay)

利用长存储看出信号段间的间隔

500kHz方波

750kHz方波

对比：54622D的4M 存储深度能获得比UM2202真实饱满的多的波形，能呈现出波形的更多细节。

可惜的是当我拿到这款示波器的时候，据说已经不再更新软件，停产了，这真是一个大遗憾，一款尚在襁褓且满是创新的产品就这样没有下文了。如果能继续进行开发，修正软件中的Bug，并补足前文所述的缺点，相信一定能做出一款不同于以往的新型示波器，可惜。

本次评测的信号板是LeCroy提供的WaveSource 100，更多详情访问 http://www.lecroy.com/goto/WaveSource100，本次评测的示波器由北京Deovi提供，更多详情访问http://www.deovi.com/article.asp?articleid=269。再次一并感谢LeCroy的Rick和Deovi的Homer。