間歇性瞬態事件和毛刺是最難解決的問題，特別是在不了解瞬態信號的特點時。力科示波器包括多種工具，可以幫助您捕獲和定位這些討厭的瞬態信號。本文將重點介紹毛刺搜尋技術。

排除觸發

可以對周期性波形應用排除觸發，如時鐘信號。這些波形有標稱的形狀，不會呈現出任何規律性變化。大多數瞬態信號本身會表現為異常定時。排除觸發的概念是測量信號的標稱定時，在信號超出標稱值范圍時觸發示波器。事實上，排除觸發實際上“埋伏著等待”事件發生。您可以把排除觸發與使用順序模式采集實現的快速更新速率結合起來，以每秒高達160,000次的速率捕獲間歇性異常信號。與其它老式技術相比，這可以大大提高查看信號問題的能力，因為老式技術雖然觸發速度快，但捕獲的主要是“正常”形狀的信號。

圖1: 使用參數測量確定排除觸發極限。

圖1中的方波是典型的周期性時鐘波形。我們可以使用測量參數，如周期、寬度、頻率或占空比，作為排除觸發的基礎。在本例中，我們選擇了脈寬。我們使用參數統計測量脈寬，確定典型波形的最大值和最小值。在圖1的實例中，標稱脈寬是1.25 μs，最小值是1.248584 μs，最大值是1.251525 μs。從這些數據中，可以根據脈寬設置排除觸發。如果輸入脈寬超出范圍1.24 - 1.26 μs，那么示波器將觸發。

圖2: 使用脈寬設置SMART Trigger排除觸發。

在圖2中，我們根據脈寬使用SMART Trigger®設置觸發。

如果脈寬小于1.24 μs或大于1.26 μs，那么示波器將觸發。示波器采集中將排除寬度位于標稱范圍內的脈沖。圖中采集的通道2曲線顯示了寬度較窄的欠幅脈沖。

順序模式采集把示波器的采集存儲器分成最多20,000個段。每個段采集一次掃描，示波器觸發釋抑所有與采集無關的函數，直到填充完所有段。這意味著示波器能夠在采集之間實現的死區時間達到最小。即使在使用示波器的全部四條通道時，順序模式下的更新速率仍可以高達每秒掃描160,000次。從采集開始直到填充順序模式緩沖器，將一直保持這種采集速率。除快速更新速率外，示波器會在每次采集中打上時戳。這告訴用戶觸發事件之間的時間間隔。在使用排除觸發時，順序模式時戳告訴毛刺之間的時間。這些信息非常重要，因為它提供了與導致毛刺的現象有關的額外信息。圖3顯示了從Timebase對話框中控制的順序模式設置。用戶可以設置采集的段數。在本例中，每個順序采集中有20個段。圖3中的順序模式采集顯示為相鄰的段。這只是從Display對話框中可以選擇的五種順序模式顯示類型中的一種。圖4以鑲嵌格式顯示了相同的數據，在一個由多達80個段組成的數組中，它顯示了20個段。

圖3: Timebase對話框中的順序模式設置。

圖4: 在鑲嵌型畫面中顯示順序波形。

Vertical下拉菜單中Channel Status選項下的順序模式時戳同時提供了每個觸發事件的絕對時間和事件之間的相對時間，從圖5中可以看到這些時間。在這個圖中，瞬態事件之間的時間是0.65秒到2秒以上。

基于寬度、周期、頻率或占空比等信號定時的排除觸發為確定毛刺和其它異常信號提供了快捷的方式。如前所述，它只能應用到周期性波形上，如時鐘。對比較通用的波形類型，可以結合使用Track數學函數和長存儲器，捕獲、定位和分離波形毛刺。

參數追蹤函數

數學追蹤函數創建一個波形，顯示在時間上與源波形同步的參數值歷史。圖6顯示了脈寬的追蹤函數(下面的曲線)及源波形。追蹤波形的垂直標度是脈寬，單位為ns。注意，追蹤幅度變化在時間上與源波形變化同步。

可以從示波器140多個參數的任何一個參數中創建追蹤函數。

圖5: 觸發時戳畫面，顯示瞬態事件之間的時間。

使用追蹤函數的最佳方式是把它應用到長記錄中，使用追蹤函數找到異常波形或毛刺。

圖6: 脈寬追蹤函數及其源波形實例。

圖7: 使用追蹤函數定位長數據記錄中的毛刺。

在圖7中，下面的曲線是寬度追蹤圖。垂直尖峰表示寬度值較低。尖峰的位置在時間上與數據記錄中發生的窄毛刺相關。由于記錄中有326,000個脈沖，因此能夠定位單個異常波形是一個明確的優勢。如果我們為通道2創建一條縮放曲線，使用Multi-Zoom在追蹤的尖峰周圍擴展，我們可以看到瞬態信號。圖8顯示了這一過程。

如果毛刺只在長間隔上發生，那么自動完成這一過程有很大的優勢。可以采用基于參數極限的通過/失敗測試，停止示波器，或存儲包含毛刺的任何波形。通過/失敗測試位于Analysis下拉菜單下。根據已知的標稱脈沖參數特點，用戶可以設置排除所有標稱脈沖的極限。如果發生毛刺，那么示波器可以采取5種措施中的任意一種措施，包括停止采集、保存當前采集、發出聲音警報、或打印截圖(包括發送電子郵件)。在本例中，我們把測試條件Q1設置為脈寬小于等于1.24 μs時為真。我們把測試條件Q2設置為在脈寬大于等于1.26 μs時為真。如圖9所示，在脈寬超出范圍1.24 - 1.26 μs時，實際測試會停止。在啟動通過/失敗測試時，示波器將運行，而不必監測數據采集。它將自動記錄滿足測試標準的所有毛刺。根據參數極限、雙極限或模板，最多可以使用8個測試條件。這些測試條件可以采用各種邏輯組合，實現非常強大的功能。

圖8: 使用Multi-Zoom定位和分離毛刺。

直方圖

被測參數的直方圖提供了“毛刺”現象的統計視圖。直方圖可以提供與毛刺發生數量、大小和頻率有關的信息。在圖10中，我們使用脈寬的直方圖，分析采集的所有脈沖的寬度。我們使用相同的通過/失敗標準(1.24 μs<寬度< 1.26 μs)。我們設置了直方圖專用參數，獲得中間值、標準偏差、范圍及發生頻率最高的寬度值(X@Peak)。

圖9: 通過/失敗測試操作對話框概括了測試條件。

圖10: 直方圖、通過/失敗測試和順序模式相結合。

我們還使用順序模式采集，改善測量更新速率。由于順序模式在采集過程中觸發釋抑所有不重要的操作，因此它可以大大提高示波器的更新速率。采集(掃描)時間越長、段數越多，得到的更新速率一般會越快。其主要缺點是存儲長度較短(因為每個順序模式采集都只使用部分總存儲容量)，在某些情況下會導致采樣率較低。這些設置要求某些折衷，在進行測量時，每個用戶都要權衡這些折衷。需要注意的是，在使用通過/失敗測試時，可以自動實現毛刺捕捉過程，用戶可以在設置完成后做別的事，而由示波器全面存檔捕獲的毛刺。

眼圖

在測量串行數據波形時，傳統毛刺捕獲程序是眼圖。不管直接從符號時鐘直接觸發還是從數據流中導出時鐘，眼圖都為使用余輝顯示查看多個數據跳變提供了一種非常簡單的方式。可以使用基于模板和/或參數的通過/失敗測試，評估信號保真度。圖11是使用力科SDA6000串行數據分析儀得到的典型的基于模板的眼圖測試結果。這種模板測試自動定位和顯示違返模板的位。所有力科數字示波器都可以創建和測試眼圖。SDM串行數據模板測試等選件則可以在大多數示波器中提供眼圖測試設置和操作功能。

圖11: 3.125 GB/s串行數據流模板測試，顯示了模板違規錯誤及導致錯誤的串行位。

我們已經介紹了使用力科示波器檢測、定位和分離毛刺和其它瞬態事件的多種方法。如果您還有什么問題，請與力科當地銷售辦事聯系，與我們的應用工程師討論您的毛刺檢測需要。