เครื่องมือและการวัด

เปิดช่องเพิ่มแล้วอัตราสุ่มเปลี่ยน: ตรวจทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน

อ่านอัตราสุ่มต่อช่องและการแบ่งหน่วยความจำของออสซิลโลสโคป พร้อมตัวอย่างผลต่อขอบเร็วและแผนตรวจหลังเปลี่ยนจำนวนช่อง

ตัวเลขสูงสุดอาจใช้ได้เพียงบางการจัดช่อง

ออสซิลโลสโคปบางสถาปัตยกรรมรวมทรัพยากรแปลงสัญญาณหลายส่วนเพื่อเพิ่มอัตราสุ่มให้ช่องที่ใช้งานน้อย เมื่อเปิดช่องเพิ่ม ทรัพยากรต้องกลับไปบริการช่องเหล่านั้นและอัตราต่อช่องอาจลดลง บางเครื่องมีทางแปลงอิสระและไม่ลดในแบบเดียวกัน จึงต้องตรวจตารางและค่าจริงของรุ่น ไม่ใช้กฎว่าจำนวนช่องเพิ่มสองเท่าแล้วอัตราต้องลดครึ่งหนึ่งเสมอ

คำว่ารวมตัวแปลงภายในหนึ่งช่องยังต่างจากการสลับวัดหลายจุดผ่านมัลติเพล็กเซอร์ภายนอก ทั้งสองเกี่ยวกับเวลาแต่มีผลต่อการอ้างว่าหลายช่องวัดพร้อมกันต่างกัน การอ่านเพียงจำนวนช่องกับอัตราสูงสุดจึงไม่พอ ต้องรู้ว่าอัตราที่ประกาศเป็นต่อช่อง รวมทุกช่อง หรือใช้เมื่อเปิดบางชุดเท่านั้น

ภาพอธิบาย 1หลายช่องอาจแบ่งทรัพยากรทางรับ
  1. โครงสร้างเครื่อง

    บางรุ่นรวมทรัพยากรเมื่อใช้ช่องน้อย บางรุ่นมีทางอิสระ

  2. เปิดช่องเพิ่ม

    อัตราหรือความจุต่อช่องอาจเปลี่ยนตามกลุ่ม

  3. ตรวจข้อมูล

    อ่านfsและระยะจุดในค่าตั้งสุดท้าย

  4. แยกโหลด

    การเพิ่มโพรบยังรบกวนวงจรได้ เป็นคนละผลกับทรัพยากรรับ

ตรวจอัตราต่อช่องและความจุจริงหลังเปิดทุกช่อง ไม่ใช้ค่าสูงสุดแทน

ตัวอย่างสมมติของขอบที่มีจุดน้อยลง

สมมติเครื่องหนึ่งใช้ 1 GS/s เมื่อเปิดหนึ่งช่องในกลุ่ม แต่เหลือ 500 MS/s ต่อช่องเมื่อเปิดอีกช่องในกลุ่มเดียวกัน ระยะจุดจึงเปลี่ยนจาก 1 ns เป็น 2 ns หากต้องดูขอบที่ไต่ใน 10 ns จะมีประมาณสิบช่วงสุ่มในแบบแรกและห้าช่วงในแบบหลัง ความละเอียดที่เปลี่ยนไม่ได้เกิดจากวงจรต้นทาง แต่เกิดจากค่าตั้งการรับ

ถ้าพัลส์ผิดปกติยาวเพียง 3 ns ช่วงสุ่ม 2 ns ให้ข้อมูลบนพัลส์น้อยมากและตำแหน่งเฟสมีผลต่อยอดที่จับได้ แม้แบนด์วิดท์อนาล็อกยังเท่าเดิม การเปิดอีกช่องเพื่อดูบริบทจึงอาจลดความสามารถอธิบายรายละเอียดสั้นของช่องแรก ต้องวางแผนตั้งแต่ต้องการวัดพร้อมกันกี่ช่อง ไม่ทดสอบความสามารถด้วยช่องเดียวแล้วถือว่าใช้ได้เมื่อเปิดครบ

สมมติความยาวบันทึกคงที่หนึ่งล้านจุดต่อช่อง ที่ 1 GS/s จะครอบคลุมประมาณ 1 ms แต่ที่ 500 MS/s จะครอบคลุมประมาณ 2 ms หากเครื่องเลือกคงเวลารวมแทน อาจเปลี่ยนจำนวนจุดหรือค่าตั้งอื่น การเห็นภาพครอบคลุมยาวขึ้นจึงไม่ได้หมายความว่าได้ข้อมูลมากขึ้น ต้องตรวจทั้งอัตราสุ่มและจำนวนจุดพร้อมกัน

การแบ่งหน่วยความจำเพิ่มข้อจำกัดอีกชั้น

บางระบบแบ่งความจุระหว่างช่องด้วย หากความจุใช้งานรวมของกลุ่มสมมติเป็นสองล้านจุด ช่องเดียวอาจใช้ได้ทั้งหมด แต่สองช่องอาจเหลือช่องละหนึ่งล้านจุดตามการออกแบบ หากอัตราต่อช่องลดพร้อมกัน ระยะบันทึกอาจคงเดิมและซ่อนการเปลี่ยนความละเอียดไว้ ผู้ใช้ที่ดูเพียงเวลารวมจึงอาจไม่รู้ว่าช่วงจุดห่างขึ้น

การเปิดช่องดิจิทัล ฟังก์ชันคำนวณ หรือโหมดรับบางชนิดอาจมีเงื่อนไขทรัพยากรเฉพาะที่คู่มือระบุ แต่ไม่ควรเหมารวมว่าทุกฟังก์ชันทำให้อัตราลด ต้องตรวจการตั้งจริงทีละอย่างและจดสิ่งที่เปลี่ยน การปิดเส้นบนจออาจเพียงซ่อนภาพโดยยังเก็บช่องอยู่ในบางระบบ จึงต้องดูสถานะเปิดรับ ไม่ใช้จำนวนเส้นที่มองเห็นเป็นจำนวนช่องใช้งาน

ภาพอธิบาย 2ขอบ10 nsเมื่ออัตราลดครึ่ง
  1. หนึ่งช่อง

    ช่วงจุด1 ns มีประมาณสิบช่วงสุ่มบนขอบ

  2. เพิ่มอีกช่อง

    ช่วงจุด2 ns เหลือประมาณห้าช่วงสุ่ม

  3. พัลส์3 ns

    มีข้อมูลบนพัลส์น้อยมากที่ช่วงจุด2 ns

  4. ผลที่ต้องตรวจ

    การเก็บบริบทเพิ่มอาจลดรายละเอียดช่องแรก ต้องยืนยันหลังตั้งครบ

ตัวอย่างสมมติ1 GS/sลดเป็น500 MS/sต่อช่อง

นำไปใช้กับการวัดหลายสัญญาณพร้อมกัน

  1. ระบุจำนวนช่องที่จำเป็นต่อคำถามและจับคู่กับความเร็วของแต่ละสัญญาณ
  2. อ่านตารางอัตราต่อช่องและกลุ่มช่องจากคู่มือ ไม่เดาคู่กลุ่มจากตำแหน่งหัวต่อ
  3. ตั้งทุกช่องที่ต้องใช้จริงก่อนตรวจอัตราสุ่ม ความจุ และความละเอียด
  4. ใช้สัญญาณฝึกคงเดิมบนช่องแรก แล้วเปรียบเทียบก่อนหลังเปิดช่องเพิ่ม
  5. เก็บค่าตั้งสุดท้ายพร้อมไฟล์ทุกช่อง และใช้ค่าตั้งนี้ในการทดสอบเหตุการณ์หลัก

ถ้าต้องการทั้งช่องจำนวนมากและรายละเอียดเร็วที่เครื่องไม่รองรับพร้อมกัน การวัดแยกรอบอาจช่วยศึกษาบางส่วนเมื่อเหตุการณ์ทำซ้ำได้ แต่ไม่แทนหลักฐานลำดับเวลาระหว่างช่องในเหตุการณ์ครั้งเดียว การเลือกลดช่องควรมาจากคำถามที่สามารถแยกได้ ไม่ปิดช่องอ้างอิงสำคัญแล้วอ้างว่ายังพิสูจน์เหตุสัมพันธ์เดิมได้ครบ

การใช้เครื่องสองตัวช่วยเพิ่มจำนวนช่องได้แต่เพิ่มปัญหาซิงโครไนซ์เวลา ทริกเกอร์ และความหน่วงโพรบ ไม่ควรนำแกนเวลาจากสองเครื่องมาเทียบโดยคิดว่าศูนย์ตรงกันเพียงเพราะกดเริ่มพร้อมกัน หากต้องวัดระยะระหว่างสัญญาณ ต้องมีวิธีอ้างเวลาที่เหมาะและประเมินขอบเพิ่มเติม ไม่ใช้การต่อหลายเครื่องเป็นทางลัดโดยไม่ตรวจความสัมพันธ์เวลา

แยกผลทรัพยากรจากการโหลดเพิ่ม

การต่อโพรบช่องใหม่เข้าจุดเดียวกันเพิ่มโหลดให้วงจรด้วย จึงมีสองสาเหตุที่ทำให้รูปเปลี่ยน คือระบบเก็บเปลี่ยนและวงจรถูกโหลดเปลี่ยน หากต้องทดสอบผลการเปิดช่อง ควรใช้การตั้งที่แยกสองประเด็น เช่น เปิดช่องรับตามคู่มือโดยไม่เพิ่มโพรบที่จุดเดิมในชุดฝึก หรือใช้แหล่งที่รองรับภาระและคำนวณโหลดร่วม ไม่เปลี่ยนทั้งการต่อและอัตราในครั้งเดียวแล้วเลือกคำอธิบายตามใจ

ความหน่วงรายช่องหรือโพรบอาจทำให้ขอบดูเหลื่อมแม้อัตราสุ่มเท่ากัน จึงไม่ควรใช้คำว่าอัตราเท่ากันแทนคำว่าเวลาตรงกัน การตรวจ deskew และการใช้จุดอ้างอิงเวลายังเป็นงานแยก ส่วนการรวมตัวแปลงภายในอาจมีข้อจำกัดการแมตช์ที่ผู้ผลิตจัดการไว้ ต้องไม่ดึงรูปผิดปกติใด ๆ ไปกล่าวหาว่าเกิดจาก interleaving โดยไม่มีหลักฐานทดสอบ

ข้อมูลในไฟล์ต้องแสดงช่วงเวลาของแต่ละช่อง หากโปรแกรมส่งออกช่องหนึ่งผ่านการลดจำนวนจุดแต่ช่องอื่นไม่ลด การนับแถวเท่ากันหรือไม่เท่ากันยังบอกอัตรารับดั้งเดิมไม่ได้ทั้งหมด ต้องอ่านเมทาดาทาและวิธีส่งออก เช่นเดียวกับการใช้ไฟล์ภาพรวมแทนจุดจริงของแต่ละช่องเพื่อประเมินว่าขอบมีตัวอย่างพอหรือไม่

ตรวจค่าที่ใช้จริงก่อนส่งผล

หลังตั้งครบ ให้ตรวจระยะระหว่างจุดในไฟล์ของช่องสำคัญกับอัตราที่เครื่องแสดง ในตัวอย่างสมมติ หากเปลี่ยนจาก 1 เป็น 2 ns ต่อจุด ควรเห็นความต่างนี้ในข้อมูลที่ไม่ลดจุดด้วย จากนั้นตรวจขอบอ้างอิงและพัลส์ที่สนใจว่ายังวัดได้ตามขอบที่ยอมรับ หากไม่พอ ต้องปรับแผนหรือเครื่องก่อนอ้างผลละเอียด

รายงานควรระบุช่องที่เปิด กลุ่มที่ใช้ อัตราต่อช่อง ความจุต่อช่อง และโหมดรับ ไม่รายงานเพียงอัตราสูงสุดหนึ่งตัวของรุ่น การทำให้เงื่อนไขนี้ชัดช่วยให้ผู้ตรวจทำซ้ำได้ และป้องกันการเปรียบเทียบผลจากการตั้งหนึ่งช่องกับหลายช่องราวกับระบบวัดเหมือนกันทุกอย่าง

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. Hardware Configuration Parameters · Keysight Technologies
  2. What acquisition modes are available on most Tektronix oscilloscopes? · Tektronix

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า