הטיפ של Keysight: שימוש במצבי Trigger מתקדמים
19 ינואר, 2015
רוב מהנדסי הפיתוח לא מודעים ליכולות של אוסילוסקופים מודרניים במתן מענה למגוון רחב של מצבי trigger מתקדמים. להלן כמה טיפים לייעל את הפיתוח ולקצר את זמן העבודה ואיתור תקלות
רוב מהנדסי הפיתוח לא מודעים ליכולות של אוסילוסקופים מודרניים במתן מצבי trigger מתקדמים. להלן כמה טיפים לייעול הפיתוח וקיצור זמן העבודה ואיתור תקלות
מאת: ג'וני הנקוק, Keysight Technologies
בעקבות המורכבות הגוברת של האותות בתכנונים הדיגיטליים המודרניים, הוסיפו יצרני האוסילוסקופים יכולות trigger מתקדמות המבוססות על פרמטרים דוגמת רוחב פולס, זמן עלייה/ירידה, זמן setup, מצב hold מבוסס אפיק טורי וכדומה. אלא שרבים מן המהנדסים והטכנאים נמנעים מלהשתמש במצבי trigger מתקדמים אלה ודבקים דווקא ב-trigger מבוסס הקצה, הישן והמוכר.
הסיבה העיקרית לכך נעוצה בחוסר מודעות לקלות השימוש בהם וחוסר רגישות מספקת לסוגיות של קלות שימוש. כיום קיימת דרך חדשה ופשוטה יותר לביצוע Zone triggering, המבוססת על אותות אנומליים מורכבים. מאמר זה משווה בין הדרך הישנה (trigger מבוסס פרמטרים) והדרך החדשה (zone-based trigger) תוך שימוש בשני אזורים לבידוד אנומליות אקראיות ובלתי תכופות של אותות.
הבה נתחיל על-ידי הגדרה של מהות ה-triggering של אוסילוסקופים. באופן עקרוני, האוסילוסקופ דוגם תמונות רציפות (לכידות בזמן אמת) של תופעות חשמליות (אותות) ולאחר מכן מציג/יוצר גרף של צורות גל של מתח לעומת זמן, אשר מתעדכנות באופן רציף. אבל בעת לכידה של אותות רפטטיביים (חוזרים), תהליך הלכידה של האוסילוסקופ חייב להיות מסונכרן עם אות המקור הנכנס (האות הניבדק). אם לא כן, תופיע בתצוגת האוסילוסקופ תמונה מטושטשת של צורות גל בלתי מסונכרנות, ותו לא.
כל האוסילוסקופים מסוגלים לבצע trigger על בסיס חציית רמת מתח מצד האותות (edge trig) – בין אם מדובר בחציית קצה בנתיב חיובי (עליה) או בנתיב שלילי (ירידה) לפי ערך סף מוגדר משתמש (רמת trigger). זהו למעשה מצב ה-trigger של האוסילוסקופ שבו משתמשים רוב המהנדסים והטכנאים. אם אתה מנסה לעקוב אחר צורות גל פשוטות החוזרות על עצמן בצורה מדויקת, כגון שעון דיגיטלי או גל סינוס, הרי ש-edge triggering הוא המתאים ביותר.
לעומת זאת, אם אתה מנסה לצפות ברצף פולסים דיגיטלי מורכב של נתונים, או שעליך לבצע סנכרון על בסיס אנומליה לא תכופה של אותות שעשויה להיות חבויה בתוך רצף פולסים דיגיטלי, כגון glitch, אזי שיטת ה-edge triggering הפשוטה יכולה להיות מגבילה ביותר.
triggering על אותות ברמות מתח משתנות (runts)
באיור 1 ניתן לראות דוגמה לאוסילוסקופ העושה שימוש ב-edge trigger לצורך הצגת רצף פולסים דיגיטלי של נתונים, אשר מכיל פולסי "runt" מקריים, שליליים וחיוביים כאחד. פולסי Runt הם פולסים דיגיטליים שאינם מגיעים לרמה הלוגית הגבוהה או הנמוכה המיועדת שלהם.
עצם ההגדרה של האוסילוסקופ לביצוע triggering על בסיס פולסים אלה בלבד – ולא על סמך כל edge crossing – יכולה לסייע באיתור סיבת המקור לקיומם של האותות התועים, בעלי רמות הלוגיקה הבלתי מספקות.
כפי שצוין לעיל, רוב האוסילוסקופים בעלי הביצועים הגבוהים וביצועי הביניים הקיימים כיום בשוק, כוללים מצבי trigger מבוססי פרמטרים, לרבות Runt trigger. הבה נבחן כיצד להגדיר את ביצוע ה-trigger על בסיס פולסי runt, תוך שימוש ב-Runt trigger.
לאחר מכן נראה כיצד ניתן לעשות זאת מהר יותר באמצעות ה-Zone trigger. התהליך המתועד של הגדרת Runt triggering פרמטרי יבוצע באמצעות האוסילוסקופ החדש InfiniiVision 3000T X-Series של Keysight, אולם התהליך דומה מאוד גם עבור אוסילוסקופים של יצרנים אחרים. להלן תהליך מפורט:
⦁ בחר את תפריט ה-trigger אשר מציג את מצבי ה-trigger הזמינים.
⦁ בחר במצב ה-Runt trigger
⦁ קבע סף תחתון, אשר מגדיר את רמת הלוגיקה הנמוכה המירבית.
⦁ קבע סף עליון, אשר מגדיר את רמת הלוגיקה הגבוהה המירבית.
⦁ בחר אם לבצע triggering על בסיס אותות runt חיוביים, אותות runt שליליים, או אותות runt משני סוגי הקוטביות.
באיור 2 מוצג האוסילוסקופ המבצע triggering על בסיס אותות runt חיוביים תוך שימוש בנוהל המתואר לעיל.
עם זאת, בעת ביצוע לכידות חוזרות מצד האוסילוסקופ, ניתן לראות כי הוא מבצע triggering על שני אותות runt שונים. אחד מהם צר יותר מהאחר. אם אנו מעוניינים לבצע trigger על בסיס אחד מאותות ה-runt בלבד, נוכל להגביל עוד יותר את תנאי ה-triggering על-ידי הזנת מגבלת זמן ספציפית, שתאפשר לבודד את פולס ה-runt החיובי, הצר או הרחב יותר.
הפעלת Zone trigger
הבה נעבור כעת על הליך ההתקנה באמצעות מצב Zone trigger של סקופ זה, על מנת להשיג את אותן תוצאות.
⦁ באמצעות מסך המגע של האוסילוסקופ (או העכבר), שרטט באצבעך את השטח (או אזור) בתחומי אות ה-runt החיובי הבלתי שכיח הרחב יותר.
⦁ בחר "must intersect".
האוסילוסקופ מבצע סנכרון תוך הצגת המופעים הרפטטיביים בלבד של פולס ה-runt החיובי הרחב, כמתואר באיור 3. במקרה של Zone trigger, אם קצב עדכון צורת הגל של הסקופ מהיר דיו כדי להציג אירוע רנדומאלי ו/או בלתי תכוף בעת שימוש ב-edge triggering המסורתי, הרי שה-zone trigger יצליח לסנכרן על-פיו.
בנוסף, מצב זה קל להגדרה ואינטואיטיבי בהרבה מאשר שימוש באחד ממצבי ה- trigger הפרמטריים של הסקופ. בעיקרון, ההליך מסתכם בנגיעה בגורם שעל-פיו ברצונך לבצע סנכרון – ולאחר מכן בסנכרון הסקופ. נבחן כעת דוגמה נוספת.
ביצוע trigger על בסיס אות קצה רמת מתח לא מונוטוני
באיור 4 מוצגת דוגמה לאות עם קצה בלתי מונוטוני לא תכוף. בדרך כלל, לאות זה קצה רגיל/רציף עולה. אולם לעתים הקצה העולה מתאפיין בהשתהות זמנית ולאחר מכן ממשיך בעלייה לרמת הלוגית הגבוהה הסופית שלו. אות כגון זה עשוי להופיע כצורת גל המוגדרת כ-ghost, אם קצב עדכון צורת הגל של האוסילוססקופ מהיר מספיק כדי להציגו.
אם ברצונך להשתמש באחד ממצבי ה-trigger מבוססי הפרמטרים של הסקופ לצורך ביצוע trigger אך ורק על בסיס האות שמתאפיין בחוסר מונוטוניות, האתגר הראשון במעלה טמון בקבלת ההחלטה בנוגע למצב ה-trigger הנבחר.
באיור 5 מוצגת רשימה של מצבי trigger פרמטריים, אשר זמינים ברבים מן הסקופים שקיימים כיום בשוק. אם במקרה אתה נחשב ל"גורו" של אוסילוסקופים, אתה יודע מן הסתם כי הבחירה הנכונה היא מצב ה-Rise/Fall Time trigger.
אבל אם אתה דומה לרוב המכריע של משתמשי האוסילוסקופים, עצם הבחירה במצב ה-trigger המתאים יכול להפוך למשחק של ניחושים. וגם אם אתה יודע באיזה מצב לבחור, הרי שההגדרה הנכונה של כל הפרמטרים המתאימים עלולה להיות מסובכת ביותר.
להלן פירוט השלבים הנדרשים לצורך ביצוע trigger על גבי קצה לא מונוטוני, תוך שימוש במצב ה-Rise/Fall Time trigger:
⦁ מדוד או הערך את זמן העלייה של הקצה ה"נורמלי".
⦁ בחר במצב ה-Rise/Fall Time trigger.
⦁ בחר בקצה העולה.
⦁ קבע ערך סף תחתון בשיעור של 10% בקירוב.
⦁ קבע ערך סף עליון בשיעור של 90% בקירוב.
⦁ בחר בהגבלת הזמן ">".
⦁ הזן ערך זמן שגבוה מעט יותר מאשר זמן העלייה של הקצה ה"נורמלי".
חיסכון בזמן
שיטה ישירה ופשוטה יותר לסנכרון תצוגת הסקופ מול אותות שמכילים את הקצה הלא-מונוטוני מבוססת על שימוש ב-Zone trigger. כל שעליך לעשות הוא לשרטט תיבה (אזור) בתחומי צורת הגל המוגדרת כ"ghost", לבחור בהגדרה "must intersect" ולאחר מכן הסקופ יבודד את הקצה הלא-מונוטוני כמתואר באיור 6; התוצאות זהות לאלה שהושגו באמצעות שימוש במצב ה-trigger הפרמטרי של זמן העלייה/ירידה, אולם מדובר בכמות פחותה בהרבה של פעולות שנדרשות לצורך השגת הסנכרון הרצוי.
סיכום
אוסילוסקופים הם כלים שאמורים לסייע לך באיתור באגים במסגרת בעיות תכנון החומרה המורכבות ביותר שעמן אתה מתמודד. אף על-פי שרוב האוסילוסקופים בעלי הביצועים הגבוהים והבינוניים הקיימים כיום בשוק מספקים מגוון רחב של מצבי trigger מתקדמים, הרי שעצם הניסיון להבין כיצד להשתמש במצבים אלה עלול לעתים לסבך אותך ואף להאט את תהליך איתור הבאגים.
לעומת זאת, אם האוסילוסקופ מתאפיין בקצב מהיר מספיק של עדכון צורת הגל, אשר מאפשר לחשוף אנומליות בלתי תכופות של אותות, אזי ניתן להשתמש ביכולת ה-Zone trigger החדשה כדי לבודד במהירות ובצורה אינטואיטיבית יותר אותות בעייתיים.
פורסם בקטגוריות: חדשות , צב"ד , ציוד בדיקה
פורסם בתגיות: featured
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
