stupid的博客

MSO2000虽然是Tektronix推出的入门级混合信号示波器，但也具备了其最高端MSO4000系列所具有鲜明特征——Wave inspector。新年伊始，Tektronix便展开了面向全国用户的使用活动。我也做了申请，并在活动的尾声拿到了MSO2024.。

外观和初步印象

MSO2024体积很小，比经典的TDS3000还要小，非常便于携带。屏幕显得窄而长，分辨率只有480*234，显示稍觉粗糙。带宽200MHz，采样率1Gsps，比TDS3000显著改善的地方是存储深度，从10k增大到1.25M。但是由于内置了操作系统，开机时间要55秒，而TDS3014则只需要16秒。

图1，MSO2024和 TDS3014

深存储的好处

由上表可以看出当你观察1mS长度的波形时，如果其中含有超过耐奎斯特频率5MHz的信号，那么则一定会发生混淆失真。由于数字示波器一直受制于存储深度，不适合观察过长的信号，如今主流的示波器都停留在mS级窗口长度，对于采样率为1Gsps的示波器来说，1Mpts的存储深度属于入门级。当然如果你只是想查看几个信号周期的话，比如对于带宽为100MHz的TDS3014，查看100MHz的正弦波。顶多需要50nS（5ns/div时基）的窗口，就能观察到完整的5个周期。长的存储能使得示波器在较大的时基下仍然保持最高采样率，特别适合观测复杂信号。

图2 用1kHz正弦调制20MHz正弦，主时基400uS/div,放大10k倍

图3 观测一个间隔33mS的重复信号，信号段由750kHz和500kHz组成

MSO2024有4个模拟通道，垂直均可独立控制，默认探头10x，并可对探头进行相差校正，但是垂直位置不能位于窗口之外。由于标配的P2221探头由1x和10x两种设置，1x时，阻抗为1MΩ//95pF，带宽只有6MHz，而10x时，阻抗10MΩ//16pF，带宽200MHz。测量之前务必注意探头的衰减设置，1x适合测量低带宽的小信号，10x则适合测量高带宽信号。当垂直刻度设到2mV/div时，MSO会自动限制带宽到20MHz。

MSO2024拥有最高1.25M的存储深度，默认设置是125k。

注意探头和接地线

探头是示波器采集信号链中的最前级，直接影响了进入后级的信号。探头的带宽和接地也非常重要。
整个采集信号链获得的上升沿 = sqr( (Tr probe)^2+(Tr scope)^2)。而长的地线则引入了更多的分布电容，也使得信号的上升沿变慢。


采用P2221和标准的地线夹子探测40MHz方波

采用P2221和Ground Bayonet 探测40MHz信号

采用500MHz 探头和标准地线夹子探测40MHz 方波

采用500MHz的探头和Ground Bayonet探测40MHz 方波

强大的触发功能

除了标配边沿和脉宽触发以外，还配备了矮脉冲，逻辑和建立/保持时间，斜率触发，总线触发。而总线触发则包含了嵌入式开发常用到的I2C，SPI，RS232/422/485/UART和汽车电子上常见的CAN，LIN。无论是模拟还是数字通道均能用这些触发方式。

毛刺和矮脉冲和数字电路最常见的两种异常现象。
造成毛刺的原因有：串扰（crosstalk),，大的反射，竞争和冒险。串扰由电路的耦合容抗和小反射造成，上几乎是与生俱来的，不能消除，只能尽可能减少。竞争和冒险是由于传输延迟（propagation delay)造成的时序冲突。

造成矮脉冲的原因有，串扰，建立/保持时间违规和传输延迟引起的亚稳态，以及上升下降时间过慢。

对于毛刺和矮脉冲均可用脉宽触发，但对于矮脉冲来说用runt触发效率最高。MSO2204的矮脉冲触发保持了和TDS3014一样强大的功能，不需要了解矮脉冲的过多细节，便能轻松抓取矮脉冲。


长信号中的矮脉冲触发，并可以搜索和加以标记。

脉冲负极性 <75ns，捕获毛刺

DT830D上的50Hz 方波。类似于矮脉冲。



脉冲 正极性 脉宽≠100ns

错误的触发

脉冲正极性 <75ns,注意触发位置不同

Wave Inspector
Wave Inspector 是Tektronix推出DPO/MSO4000时出现的，其实早在TDS3000上，就有类似于模拟示波器的Delay放大功能，并复用了时基按钮。而在DPO4000之后，Tektronix将其作为一个独立的功能拿出来，在面板上放置了专用按钮，并加入了动态播放，标记，和搜索功能。不同于LeCroy示波器WaveScan的主要地方在于Wave Inspector是对抓取下来的波形进行操作。对于观测长度在mS级的信号来说，这个功能对于查找感兴趣的信号或异常来说非常有用，对于未曾触发但已捕获下来的信号尤其有用，在一定程度上可以弥补触发的不足。也可以分析捕获下来的波形从而得到合适的触发条件。

Wave Inspector的查找功能非常方便，可以以触发条件或者总线支持的条件作为搜索依据，对捕获后的数据进行搜索。这个功能对于串行总线的调试尤其有用。

总线触发

I2C

这个80年代有飞利浦发明的原用于音视频控制的总线如今的普及程度不必多言。最新版本3.0，最高传输速率3.4Mb/s，最高支持10位地址。MSO2024可对I2C总线的开始，重复开始，停止，应答丢失，地址（7或10位），数据，地址和数据进行触发，并可以这些触发条件作为搜索依据对捕获后的波形进行搜索，标记，可以像逻辑分析仪那样进行事件表显示。


SPI
这个由摩托罗拉最早推出用于其M68000系列MCU的外设总线，也已演变成了最为通用的外设总线，比起I2C来，协议要简单，支持全双工通信。MSO2024同样支持速率最高为10Mb/s的SPI，可在SS，MOSI，MISO，MOSI和MISO上触发，并作为搜索条件对捕获后的波形搜索。SPI一般有为3线或4线，分别是SCLK，MOSI，MISO，SS，也有称做SCK，SDI，SDO，CS的。

 

RS232

RS232的普及毋庸多言，虽然在PC上受到USB的挤压而在逐渐退出，但同门的UART/485/422在嵌入式和工控领域则广为使用。MSO2024最高支持2.7648Mb/s的速率，并且可以在发送开始位，接收开始位，发送包尾，接受包尾，发送数据，接收数据，发送奇偶性错误，接收奇偶性错误触发，并使用这些触发条件搜索。值得一提的是RS232的解码，很有特色，支持包显示。

CAN
CAN由Bosch在1980年提出，首次运用是在1991年的奔驰S系列车中，同年Bosch发表了2.0规范。如今CAN不仅广泛的用在汽车电子中，也用在工控领域。MSO支持1Mb/s的速率，并可以在帧开始，帧类型（数据，远程，错误，过载），标识符（标准和扩展），数据，标识符和数据，帧结尾，应答丢失，位填充错误时触发。

LIN
最初由Volvo与VCT提出，后Motorola，Audi，BMW，Daimler Chrysler加入，1999年1.0正式提出，目前最新版本2.0。MSO202最高支持100kb/s的速率，可在LIN的同步，标识符，数据，标志和数据，唤醒帧，睡眠帧，误码处触发。


结论

MSO2024的Wave Inspector真正体现了长存储的优势和便利，再配以解码功能，完全抵得上初级的逻辑分析仪。要说最大的不足，则是操作和运算稍显得慢，5k wfms/s的波形刷新率也显得过慢，但在这个价位上几乎没有竞争对手。