許多基于微控制器的系統都有模擬和數字信號。即使看起來是完全數字的系統也不完全是數字的,因為存在振鈴和串擾等模擬效應。因此,對系統中的信號通常需要同時持有模擬和數字的視角。這正是混合信號示波器(MSO)可以幫助到你的地方。
混合信號示波器同時具有示波器的功能和邏輯分析儀的部分功能。最常見的混合信號示波器配置有4個模擬通道和16個數字通道,它們最適合用于嵌入式微處理器板的查錯。
圖1所示的處理器板框圖包含諸如電源、時鐘、模數轉換器(ADC)輸入和數模轉換器(DAC)輸出等模擬信號,也有并行和串行的數字信號。并行數字信號包括CPU和GPIO接口的數字和地址線。以太網、SATA、PCIe、SPI、I2C 和UART等接口則是高速和低速串行數據信號?;旌闲盘柺静ㄆ骺梢宰屇阍谀M或數字域中同時觀察這些信號。兩個域中的顯示都是時間上同步的,有助于發現問題。通過從模擬、數字或兩者結合的觸發還有助于診斷。這些采集資源還有一整套測量與分析工具進行補充。不管是哪個域中的數據,這些工具都可以處理。另外, 可以方便地使用搜索功能定位串行或并行數字化數據圖案。

數字示波器中的模擬波形是將采集到的信號表示為一系列采樣點。這些采樣點是以示波器的采樣速率獲取的,并用示波器中的模數轉換器(ADC)位數設定的幅度分辨率進行了數字化。現代高頻示波器具有8位(256個等級)到12位(4096個等級)的ADC分辨率。
混合信號示波器中的數字軌跡代表一個比特,是以數字采樣率采樣的。幅度基本上從0到1變化,依據的是比預設的邏輯閾值(許多混合信號示波器為多種系列邏輯器件提供預設的邏輯電平)高還是低,它們代表了數字輸入的狀態。圖2顯示了模擬軌跡(底部)和數字軌跡(頂部)的比較。

模擬軌跡可以顯示隨時間發生的電壓微小變化。你可以看到諸如脈沖上沖和振鈴等現象。在C1描述塊中可見的光標幅度讀取功能可以讀到低至mV的幅度。(在數字1描述塊中的)數字軌跡光標讀取功能則報告0和1的幅度。記住,數字軌跡只顯示數字線的狀態,只有0和1兩個值。
當顯示多根數字線時,你通常可以選擇用一根線單獨觀察、捆綁成總線觀察或兩種觀察同時進行,如圖3所示。在圖3中,8根數字線(D0到D7)以總線形式被同 時顯示在畫面上(底部軌跡),它用十六進制計數方式顯示了所有數字線的總值。注意,D7是最高位(MSB),D0是最低位(LSB)。
