混合信号示波器：捕捉模拟与数字信号的全能工具

混合信号示波器在现代电子系统设计中扮演着关键角色，尤其是在处理那些包含模拟和数字信号的复杂微控制器系统时。这类设备的特点在于它们不仅具备传统示波器的基本功能，如显示电压波形，还集成了逻辑分析仪的能力，可以同时分析和捕获模拟和数字信号。 许多基于微控制器的系统，尽管看起来主要由数字电路构成，但实际上仍受模拟效应的影响，比如振铃和串扰。这些现象可能源于电源噪声、信号完整性问题或接口间的交互。因此，使用混合信号示波器能够提供全面的视角，帮助工程师更好地理解和调试这些系统的性能。 混合信号示波器的标准配置通常包括4个模拟通道和16个数字通道，这使得它能够在同一个仪器上同时观察和分析不同类型的信号。例如，处理器板上的信号可能包括电源电压、时钟信号、模数转换器输入（ADC）和数模转换器输出（DAC），以及并行和串行的数据流，如CPU和GPIO接口的数字/地址线、以太网、SATA、PCIe、SPI、I2C和UART等接口。 在图1所示的处理器板框图中，模拟信号以连续波形的形式呈现，而数字信号则通过离散采样点表示。现代混合信号示波器通常采用高分辨率ADC，如8位到12位，确保了对信号细节的精确捕捉。示波器会实时捕捉并显示这些信号的时间同步波形，这对于识别和定位异常模式至关重要。 通过混合信号示波器，工程师可以设置触发条件，无论是模拟还是数字，来触发捕获特定事件。这有助于在模拟和数字域中进行故障诊断，节省时间和资源。此外，示波器还配备了一系列测量工具，如频率分析、抖动分析、波形捕获和解码，可以深入研究信号的特性。 混合信号示波器是现代电子开发不可或缺的工具，它将模拟信号的直观可视化与数字信号的精确分析相结合，为电子工程师提供了高效和全面的信号分析手段，尤其是在处理嵌入式微处理器板和复杂通信接口时。