ระบบสื่อสารยานยนต์

ขอบสัญญาณกับแบนด์วิดท์เครื่องมือในงาน CAN FD

แยกอัตราบิต แบนด์วิดท์ และอัตราเก็บตัวอย่าง ใช้คำนวณช่วงห่างตัวอย่างเพื่อประเมินสิ่งที่ภาพแสดงได้ และเข้าใจเหตุซูมแล้วไม่เพิ่มหลักฐาน

การดู CAN FD ต้องสนใจทั้งเวลาของบิตและความเร็วที่แรงดันเปลี่ยนบนขอบ สัญญาณที่ส่งข้อมูลด้วยอัตราหนึ่งอาจมีขอบเร็วกว่าคาบบิตมาก เครื่องมือที่เห็นระดับสูงต่ำได้จึงอาจยังไม่เห็นรายละเอียดสะท้อนหรือยอดสั้นที่ต้องการวิเคราะห์ บทความนี้แยกแบนด์วิดท์กับอัตราเก็บตัวอย่าง และใช้ตัวเลขสมมติช่วยประเมินขอบเขตหลักฐานโดยไม่กำหนดรุ่นเครื่องมือที่ต้องซื้อ

แบนด์วิดท์และจำนวนตัวอย่างทำหน้าที่ต่างกัน

แบนด์วิดท์เกี่ยวกับการตอบสนองความถี่ของทางสัญญาณอนาล็อกก่อนและระหว่างการวัด ส่วนอัตราเก็บตัวอย่างบอกความถี่ที่ระบบเก็บค่ามาเป็นข้อมูลดิจิทัล ทั้งสองอย่างร่วมกำหนดรายละเอียดที่เห็น การเพิ่มจำนวนจุดดิจิทัลไม่คืนองค์ประกอบเร็วที่ภาคอนาล็อกลดทอนไป และแบนด์วิดท์สูงก็ไม่ทดแทนการเก็บตัวอย่างที่ห่างเกินสำหรับเหตุการณ์ครั้งเดียว

หัววัดเป็นส่วนหนึ่งของทางสัญญาณด้วย คุณสมบัติของตัวเครื่องอย่างเดียวจึงไม่รับรองทั้งชุด การเปิดหลายช่อง เปลี่ยนระยะเวลาบันทึก หรือใช้โหมดเก็บต่างกันอาจเปลี่ยนอัตราเก็บที่ใช้งานจริง ต้องตรวจค่าที่หน้าจอรายงานหลังตั้งงาน ไม่อ้างตัวเลขสูงสุดบนหน้าผลิตภัณฑ์แทนค่าที่ได้ในสถานการณ์นั้น

ภาพอธิบาย 1รายละเอียดที่เห็นขึ้นกับทั้งทางอนาล็อกและการสุ่ม
  1. หัววัดและแบนด์วิดท์

    กำหนดการตอบสนองต่อองค์ประกอบเร็วของขอบก่อนเป็นข้อมูลดิจิทัล

  2. อัตราเก็บตัวอย่าง

    กำหนดระยะห่างเวลาแต่ละจุด ต้องดูค่าที่ใช้งานจริงหลังตั้งหน้าต่าง

  3. การวาดหน้าจอ

    เส้นเชื่อมระหว่างจุดอาจเป็นการแทรกค่า ไม่ใช่ข้อมูลที่วัดเพิ่ม

การเพิ่มจุดดิจิทัลไม่คืนสัญญาณที่ภาคอนาล็อกลดทอน และการซูมไม่สร้างการวัดใหม่

ตัวอย่างสมมติของระยะห่างจุดกับคาบบิต

สมมติช่วงข้อมูลมีอัตรา 2 เมกะบิตต่อวินาที คาบหนึ่งบิตคือ 0.5 ไมโครวินาที ถ้าเก็บที่ 20 ล้านตัวอย่างต่อวินาที ระยะห่างตัวอย่างเท่ากับ 50 นาโนวินาที จึงมีประมาณสิบช่วงตัวอย่างต่อคาบบิต แต่ถ้าขอบเปลี่ยนระดับใน 20 นาโนวินาที ระยะห่างจุด 50 นาโนวินาทียังใหญ่กว่าขอบนั้น จึงไม่พออธิบายรูปร่างขอบอย่างละเอียดแม้อาจเห็นระดับบิต

หากใช้ 200 ล้านตัวอย่างต่อวินาที ระยะห่างลดเหลือ 5 นาโนวินาที ขอบสมมติ 20 นาโนวินาทีครอบคลุมประมาณสี่ช่วงตัวอย่าง อย่างไรก็ตามการมีจุดมากขึ้นอย่างเดียวไม่รับประกันความแม่นยำของเวลาขอบ เพราะยังมีการตอบสนองหัววัด แบนด์วิดท์ และตำแหน่งเวลาที่ตัวอย่างตกอยู่ ตัวเลขเหล่านี้เป็นการคำนวณความหนาแน่นข้อมูล ไม่ใช่เกณฑ์รับรองเครื่องมือทุกแบบ

นำไปใช้วางการบันทึกตามสิ่งที่ต้องดู

  1. ระบุว่าต้องการถอดเฟรม ดูคาบบิต หรือวัดรูปขอบ เพราะแต่ละคำถามต้องการรายละเอียดต่างกัน
  2. ตรวจแบนด์วิดท์รวมของเครื่องมือและหัววัด รวมพิกัดและวิธีอ้างอิงที่เหมาะกับวงจร
  3. คำนวณระยะห่างตัวอย่างจากหนึ่งหารอัตราเก็บที่ใช้งานจริงแล้วเทียบกับเหตุสั้นที่สนใจ
  4. ตรวจว่าการเพิ่มระยะเวลาบันทึกทำให้อัตราเก็บเปลี่ยนหรือไม่ และเก็บการตั้งค่าพร้อมไฟล์
  5. ใช้ภาพที่เก็บได้อธิบายเฉพาะรายละเอียดที่มีหลักฐาน ไม่ซูมแล้วอ่านตัวเลขละเอียดเกินข้อมูลต้นทาง

การบันทึกยาวเพื่อจับอาการห่างกันมากกับการดูขอบเร็วอาจใช้ทรัพยากรต่างกัน หากหน่วยความจำไม่พอ ควรใช้ความสามารถกระตุ้นหรือการเก็บเหตุที่เครื่องมือรองรับตามคู่มือ ไม่ลดอัตราเก็บจนขอบหายโดยไม่บอกข้อจำกัด การเลือกหน้าต่างก่อนหลังเหตุอย่างมีเหตุผลช่วยเก็บส่วนที่เกี่ยวข้องและรักษารายละเอียดได้ดีกว่าการขยายช่วงเวลาอย่างเดียว

ภาพอธิบาย 2ขอบ 20 นาโนวินาทีกับระยะห่างจุด
  1. คาบบิต 500 นาโนวินาที

    1 / 2000000 วินาที = 0.5 ไมโครวินาที สำหรับช่วงข้อมูลสมมติ

  2. 20 ล้านตัวอย่าง/วินาที

    จุดห่าง 50 นาโนวินาที ยาวกว่าขอบสมมติ 20 นาโนวินาที

  3. 200 ล้านตัวอย่าง/วินาที

    จุดห่าง 5 นาโนวินาที ขอบ 20 นาโนวินาทีครอบคลุมประมาณสี่ช่วง

  4. ตรวจทั้งชุดวัด

    ยังต้องดูแบนด์วิดท์และหัววัด จำนวนจุดมากขึ้นอย่างเดียวไม่รับรองความแม่นยำ

ตัวเลขเป็นการประเมินความหนาแน่นตัวอย่าง ไม่ใช่เกณฑ์รับรองเครื่องมือ

ข้อผิดพลาดของการอ่านเส้นเชื่อมเป็นข้อมูลจริง

หน้าจออาจวาดเส้นระหว่างจุดด้วยวิธีแทรกค่า ทำให้รูปดูเรียบและมีรายละเอียดต่อเนื่อง แต่ค่าระหว่างตัวอย่างไม่ได้เป็นการวัดใหม่ การอ่านยอดหรือจังหวะจากเส้นที่สร้างขึ้นต้องเข้าใจวิธีแสดงผล โดยเฉพาะเหตุสั้นกว่าระยะห่างตัวอย่าง การเปิดแสดงจุดจริงหรือดูการตั้งค่าช่วยแยกว่าอะไรเก็บได้และอะไรเป็นการวาดเพื่อให้อ่านง่าย

การจำกฎอัตราเก็บมากกว่าสองเท่าของความถี่แล้วนำมาใช้กับขอบดิจิทัลทันทีไม่ครอบคลุม เพราะรูปขอบมีองค์ประกอบหลายความถี่และไม่ใช่ไซน์ความถี่เดียว อีกทั้งงานจับเหตุครั้งเดียวต่างจากวิธีเก็บซ้ำของสัญญาณที่เหมือนเดิม การเลือกเครื่องมือจึงต้องอ่านข้อกำหนดเกี่ยวกับสัญญาณและโหมดจริง ไม่ใช้สูตรอย่างย่อแทนการประเมินระบบวัดทั้งหมด

ตรวจสอบผลโดยแยกการกรองออกจากการแก้วงจร

ถ้าเปิดตัวจำกัดแบนด์วิดท์แล้วรูปคลื่นเรียบขึ้น สิ่งที่เปลี่ยนอาจเป็นการมองเห็นของเครื่องมือ ไม่ใช่สัญญาณรบกวนในวงจรลดลง การเปรียบเทียบก่อนหลังแก้ต้องใช้การตั้งเดียวกันหรืออธิบายการเปลี่ยนให้ชัด หากต้องดูทั้งภาพรวมและรายละเอียด ให้เก็บข้อมูลที่รองรับแล้วทำมุมมองแยก ไม่แทนที่ไฟล์เดิมด้วยภาพที่กรองจนเหตุหาย

ผลการตรวจควรแนบอัตราเก็บที่ใช้จริง ความยาวบันทึก หัววัด และโหมดแสดงผล พร้อมระบุว่าตรวจได้ถึงระดับใด ในตัวอย่าง 20 ล้านตัวอย่างต่อวินาที ไม่ควรยืนยันรูปขอบ 20 นาโนวินาทีอย่างละเอียดจากจุดห่าง 50 นาโนวินาที ข้อสรุปที่จำกัดเช่นนี้ช่วยให้ผู้ตรวจรู้ว่าต้องหาเครื่องมือหรือการตั้งเพิ่มเพื่อคำถามใด โดยไม่ตีความภาพเกินข้อมูลที่มี

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. Evaluating Oscilloscope Bandwidth, Sample Rate, and Performance Specs · Tektronix
  2. CAN Bus Troubleshooting and Decoding with Oscilloscopes · Tektronix

เล่มที่ลงลึกเรื่องนี้

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า