Effizientes Debuggen mit integriertem Oszilloskop

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Die Lösung ist das automatische Durchsuchen eines Signals nach allen Instanzen eines spezifizierten Ereignisses. Die Spezifizierung der Suche nach bestimmten Ereignissen ist vergleichbar mit dem Spezifizieren eines Trigger-Ereignisses. Das Oszilloskop kennzeichnet automatisch jedes relevante Ereignis und der Anwender kann dann mit den Pfeiltasten auf der Frontplatte von einem Ereignis zum nächsten springen.

In diesem Fall wurde die Runt-Trigger-Einstellung in die automatische Sucheinstellung kopiert. Dadurch wurden drei kleine Pulse im erfassten Signal entdeckt, die etwa 3,25 Millisekunden auseinanderliegen. Anhand dieser Information konnte der Anwender die Ereignisse bestimmten Vorgängen zuordnen und so die Ursache der Signalanomalie isolieren.

Buskommunikation

Mit dem Oszilloskop auf Fehlersuche in seriellen Bussen

Verifizierung serieller und paralleler Busse auf dem Design

Embedded Systeme enthalten meist auch parallele oder serielle Busse. Auch hierfür bietet ein integriertes Oszilloskop nützliche Debugging-Tools, wie einen Protokoll-Analysator für serielle Busse und einen Logikanalysator für parallele Busse.

Das Beispiel-Design nutzt auf der seriellen Seite einen seriellen SPI-Bus. Da dies ein einfacher Bus ist, muss das Oszilloskop nur die drei Signale des SPI-Bus erfassen.

Der Bus steuert einen Seriell-Parallel-Wandler. Nach der Definition einiger weniger Bus-Parameter lassen sich die Daten auf dem Bus automatisch decodieren und darstellen. Mit der synchronisierten Anzeige der beiden Busse werden die Timing-Beziehungen zwischen den Daten des seriellen und parallelen Busses deutlich. In den meisten Fällen übernimmt der parallele Bus die Daten des seriellen Busses, sobald das serielle Paket übertragen wurde.

Der serielle Trigger kann genutzt werden, um die Darstellung zu stabilisieren und bestimmte serielle Ereignisse zu erfassen. Unten wurde ein Trigger eingestellt, um die Signale jedes Mal zu erfassen, wenn der hexadezimale Datenwert B0 auf dem seriellen Bus übertragen wird. Wie Bild 3 zeigt, ändert sich der Wert auf dem parallelen Bus nicht, wenn der serielle hexadezimale Wert B0 übertragen wird.

Messen mit dem Oszilloskop

Mehr Details im Signal dank vertikaler Auflösung

Eine Störquelle im Embedded-Design lokalisieren

Die Lokalisierung einer Störquelle in einem Design erfordert einen integrierten Spektrum-Analysator für ein Mixed-Domain-Debugging mit einem einzigen Instrument. In diesem Beispiel wurde bei den Messungen auf der Baugruppe ein auf einem niederfrequenten Signal überlagertes Hochfrequenzsignal entdeckt. Mit einer Cursor-Messung in der Zeitbereich-Darstellung wurde eine starke Störung bei 900 MHz gefunden.

Durch Umschaltung auf den integrierten Spektrum-Analysator und mit Hilfe einer Nahfeldsonde wurden die ausgestrahlten Signale erfasst. Die Mittenfrequenz des Spektrum-Analysators wurde auf 900 MHz und die Erfassungsbandbreite auf 2 MHz gesetzt. Die Nahfeld-EMI-Antenne wurde nun langsam über die Leiterplatte bewegt, um den Punkt mit dem höchsten Signalpegel bei 900 MHz zu finden. Das stärkste Signal wurde am Ausgang einer Taktgeber-Schaltung in einem FPGA gefunden.

Validierung eines Schaltnetzteil-Designs

Mit Oszilloskop-basierten Leistungsmessungen kann jeder Anwender schnell genaue und wiederholbare Ergebnisse wie ein Stromversorgungsexperte erhalten, selbst wenn er sich nur selten mit Leistungsmessungen befasst.

Beispielsweise werden die Eingangsspannung (gelb) und der Strom (blau) eines AC-DC-Wandler gemessen. Das integrierte 4-stellige DVM überwacht gleichzeitig die DC-Ausgangsspannung. Die Messwertstatistik auf der rechten Seite des DVM-Displays zeigt, dass die Ausgangsspannung sehr stabil ist, wobei die grafische Darstellung einen Überblick über die Spannungsschwankungen bietet.

Mit Hilfe von Leistungsmessungen erfolgt dann eine Beurteilung der Qualität der Eingangsleistung. Hierzu werden die Leistung, der Scheitelfaktor (Crest-Faktor) und der Leistungsfaktor gemessen. Diese erlauben eine Charakterisierung der Auswirkungen der Stromversorgung auf die AC-Stromquelle. Mittels Messung der Strom-Oberschwingungen erfolgt eine Frequenzbereichsanalyse des Eingangsstroms, die sowohl in einem grafischen als auch in einem tabellarischen Format zur Verfügung gestellt wird.

* Scott Davidson hat mehr als 28 Jahre Erfahrung bei Tektronix und ist derzeit Produkt Marketing Manager der MidRange Scope Product Line.

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