6 個進階示波器秘訣

2023/5/28

坊間有許多討論示波器基礎的資訊，如果搜尋觸發基礎、探量的重要性、如何正確擴充等主題，您必然會找到大量實用資源。另外也有許多深度應用內容可供學習。

那麼介於兩者間的資訊呢？其實還有一些曝光率通常較低的先進示波器功能。不論您的產業或應用為何，都可透過本電子書瞭解更多進階功能，幫助您更深入了解您的設計。所有 InfiniiVision 示波器都具備這些功能，其中也包含了新的InfiniiVision 1000X 系列示波器。了解如何執行以下作業，讓測試更有效率：
1. 使用快速傅立葉轉換（FFT）找出隱藏錯誤
2. 在執行前模擬數學運算
3. 以波特圖進行裝置特性分析輸出
4. 遠端連接與控制示波器
5. 以水平模式獲得新觀點
6. 透過擷取模式以不同方式分析取樣

建議您可以先瀏覽「 6 個充分發揮示波器的重要秘訣」入門版了解基礎知識後，再來閱讀此篇技術文章喔～

秘訣 1：使用 FFT 找出隱藏錯誤

快速傅里葉轉換（FFT）可能是最常用的示波器數學轉換。普遍的程度高到我們大多數示波器上都有此轉換的按鈕，本電子書甚至以一整個章節專門討論。此功能如此普及的原因在其可讓您以全新頻域觀點觀察信號。傳統上 FFT 需要射頻儀器才能進行分析，但 FFT 也是現代示波器中常見的內建功能。FFT 可分析頻率元件，以及標準示波器時域中無法看到的潛在突波。透過 FFT，您便可查看組成信號的各種元件頻率與功率。

秘訣 2：在執行前模擬數學運算

量測存在的信號很重要，但如果想對信號進行修改呢？在實際設備上執行此作業通常過於昂貴和耗時。如果有絕對必要性，您才會想進行設計變更。在實際進行裝置變更前，數學運算是模擬設計變更或預測輸出的理想方式。數學運算可在許多不同情況下使用。以下為幾個範例：
• 觀察兩個信號通過差動放大器後的情況
• 分析電路加入低通濾波器後裝置的響應

秘訣 3：以波特圖進行裝置特性分析輸出

對輸出隨輸入變動的裝置進行測試時，必須分析裝置對各種輸入頻率與振幅下信號的反應。對被動濾波器、放大器、切換式電源供應器、音響系統等設備來說，更是特別重要。如果不執行此分析，裝置可能會在特定輸入條件下發生故障。您絕對不希望客戶看到此結果！

Keysight InniiVision 示波器的頻率響應分析利用波特圖來顯示系統增益與相位。您一眼就能看出增益或相位是否有任何不尋常突波。非必要突波代表輸入為特定頻率時，設計會出現故障。此問題可能需重新設計才能解決，因此請務必在流程初始期就開始執行此分析。

秘訣 4：遠端連接

遠端連線至示波器就像插入鍵盤和存取網站一樣容易。LAN 連線是一種高需求功能，可用來監控儀器、遠端控制或自動執行測試。不管您在教學實驗室、設計工作台還是製造工廠作業，LAN 都可以為您改善流程。並可隨您作業的時間和地點調整。遠端連接 LAN 連線允許多個工程師同時存取。學生和同事可隨時隨地共享設備和專案作業，進而節省預算。

您不但可透過 LAN 傳送遠端指令給儀器，還可利用實際儀器螢幕和模擬實體按鍵控制，在 PC 上完全控制儀器（參閱下方）。此外，您也可以輕鬆連接到 PC 軟體應用程式，例如 BenchVue。此應用程式讓您可運用 TestFlow 快速開發自訂的自動測試、擷取並記錄量測資料，並匯出離線分析結果。

秘訣 5：以水平模式獲得新觀點

從不同角度檢視信號，可讓您看到裝置在各種情況下的反應。我們共有三種不同的「水平模式」，為您提供獨特的信號觀點。每種模式都有不同用途和適用情況：

XY 模式 XY 模式又稱為 Lissajous 圖，是一種非常常見的水平模式。您可繪製通道 1 振幅與通道 2 振幅間的關係，而不需將波形繪製成振幅（通常是電壓）與時間的函數。如此一來，便可以電壓與電壓、電壓與電流，甚至流量與壓力來分析波形。此模式有幾個常見用途：
• 分析半導體裝置電壓與電流關係
• 在製造工廠內，XY 測試模式可迅速告知工程師裝置是否出現製造錯誤
• 針對兩個信號間的頻率和相位關係進行特性分析。圓圈代表信號超出了相位90°，而右邊的橢圓形則表示相位偏移了 45°。

秘訣 6：透過擷取模式以不同方式分析取樣

為了確保您的分析未遺漏任何重點，利用各種擷取模式了解信號的優缺點是非常重要的。擷取模式基本上會改變示波器的取樣方式，以分析不同信號特性。

正常	平均模式	高解析度模式	分段式記憶體模式

日常量測最常用的模式。此模式必須在指定取樣率下擷取樣本，並於每個觸發事件在螢幕上全部顯示。因為沒有重要限制，所以是最安全的使用模式。	此模式會擷取多個波形並進行平均運算。此功能非常適合時脈等任何具穩定觸發的量測週期信號。主要用來隱藏暫態雜訊或突波，以檢視真實的底層信號。但也由於此原因，此模式並不適合一般除錯，只能快速瀏覽真實信號。	另一種平均模式。但是此模式會執行點到點平均，而不是波形到波形平均。因此您可擷取突波和非週期性信號，同時減少部分信號隨機雜訊。	一種獨特的模式，專門用來擷取脈衝、罕見事件或偶發的突波。在正常擷取模式下，擷取偶發事件間的停機時間時會浪費記憶體。運用分段式記憶體，您便可將時間縮短，並將注意力集中在要更詳細分析的信號部分。

結論：

您的日常除錯示波器具備一些您可能從沒想過使用的進階功能。現在您已具備能詳細了解這些功能的資源，希望能幫助您深入進行分析。以完全不同的方式觀察信號，可看出一些你從不知道的事物。

嘗試擴展測試以獲得更多洞察力，開始除錯時請不要忘記這些功能：
• 數學運算（特別是 FFT）
• 以波特圖進行頻率響應分析
• LAN 連接
• 水平模式
• 擷取模式
除了這些功能以外，還有許多其他示波器使用方法可提升您的設計洞察力。