8通道示波器让电源排序检验变得更轻松

大多数嵌入式系统使用不止一根电源排线，许多使用4根或更多。单个IC，例如FpGA、DSp或微控制器，可能具有特定的时序要求。例如，一家芯片制造商可能推荐要在内核电压供电稳定之后，才会施加I/O供电电压。另一家制造商可能要求应在相对的规按时间内供电，以戒备各个供电引脚上电压差拖长。解决器和外部存储器之间上电顺序可能也非常关键。

芯片制造商可能会规定特定电源非得以单顺序方式启动，以戒备多个上电复位。这可能极具挑战性，因为涌入电流可能会对负载点稳压器提出很高的瞬态要求。在这种情况下，电源线启动形状与按时顺序相同紧要。

一旦把各种芯片供电要求、整体供电、基准供电及其他IC多个负载点稳压器组合在一起，您会很快遇到七八根电源线。

使用4通道示波器检验嵌入式系统中的电源线按时可能会非常耗时，但这是大多数工程师非得要做的事。在我们与示波器用户沟通时，评估开机顺序和关机顺序是工程师想要4条以上通道的最常见的原由之一。在本文中，我们将简要解析使用4通道示波器评估开机顺序和关机顺序，并演示使用8通道示波器的部分实例。

传统4通道示波器办法

其中一种办法是采用分模块方式分解电源系统，即使用多次采集，逐个模块检查按时。为比较不同模块，可以使用其中一条上电轨迹或powerGood/Fail信号作为触发，可以进行多次捕获，确定相关于基准信号的启动时间和关机时间。由于是在多个功率周期中进行采集，因此很难表征电源相对按时偏差。但是，通过使用示波器上的无限余辉功能，可以确定多个功率周期上每个电源在不同周期中的变化范围。

另一种常见办法是级联多台示波器，通常方式是在其中一个电源或在共同的powerGood/Fail信号上触发示波器。

这两种办法都耗时长，要求特别留意同步：

·解决同步和时间不确定度要谨慎

·可以汇集数据，开发系统按时图，但耗时很长

·复杂度会随着观测的功率轨道数量提高

·设置非得完美统一

·非得使用一条测量通道来供应同步

使用MSO扩展通道数量

混合信号示波器可以为电源排序供应更多的通道。为此，MSO在数字输入上非得有适当的电压范围，并可独立调节阈值。例如，带有MSO选项的泰克MDO4000C供应了16个数字输入，为每条通道供应独立阈值，直到200MHz支持±30Vp-p动态范围，适合典型设计中的大多数电压电平。留意倘若您的目标是严格地测量按时关系，那么特别适合这种办法，但不能测量开机/关机的上升/下降时间或形状(单调性)。

8通道示波器加快解决速度

与前面所有办法相比，使用具有8条模拟通道的示波器可以分明缩短时间，减少杂乱。在8通道示波器中，可以使用模拟探头表征拥有最多8条电源排线。为测量拥有8条以上电源排线开机和关机按时关系，也可以使用拥有数字信号输入及独立可调阈值的混合信号示波器。

今朝，让我们看一些典型的电源测序使用。

带远程开/关的开机延迟

下面截图中被测的开关电源生成了一个高电流、稳压的12VDC输出。这个电源通过仪器前面板上的开关进行远程遥控。在开关按下后不久，+5V待机电源打开，开关转换器启动。在+12V输出稳定后，powerGood(pWOK)信号变为高电平，向负载声明供电可靠。

+5V待机电压信号为相关信号采集供应一个简单的上升沿触发。自动测量功能检验输出电压启动延迟是不是为100ms，从输出电压启动到pWOK的延迟位于100–500ms的规范范围内。

这个截图显示在按下前面板开关后测量AC/DC开关电源启动情况。

带远程开/关的关机延迟

在电源主开关封闭后，开关转换器封闭，输出电压降低。依据规范，在开关按下后电源至少要保持稳压20ms。最紧要的是，依据规范，+12V输出电压落到稳压范围之外前，pWOK信号要下降5–7ms，从而准许负载时间反响应干净地关机。

如下图所示，pWOK信号为采集相关信号供应了一个下降沿触发。波形光标测量检验pWOK预警信号的工作方式满足规范。

可以使用波形光标测量，检验pWOK预警信号的工作方式满足规范。

检验多个功率周期中的按时

为检验电源开机按时在多个功率周期中一直位于规范范围内，可以使用无限余辉，显示信号按时变化，自动按时测量统计画面会量化偏差。在下面所示的设置中，+5V待机电压的50%点作为按时基准。开机序列重复10次，10次开机周期中的按时偏差略高于1%。

可以使用无限余辉和测量统计，实现重复的开机按时测量。

负载点稳压电源按时

下面的截图显示了一块系统电路板在开机过程中7个负载点供电的开启时间。电路板的输入电源是上例中的+5V待机信号和+12VDC整体电压。

这一探测中的自动开机延迟测量在每个波形自动计算出的50%点之间进行，因此每项测量有不同的配置，有不同的测量阈值集。第一项测量显示了从+5V待机信号到整体+12V供电之间的延迟，第二项测量是+5V供电的延迟。其余测量是市电+5V供电的关键延迟序列。

这一测量显示了7个稳压电源的开机按时。

稳压电源的关机按时

这一探测中的自动关机延迟测量在低于标称值5%的每个波形点之间进行。与往日基于百分比的测量阈值不同，每项测量都有一个绝对电压阈值。在电源关断时，powerGood信号下降。如下面的截图所示，部分电源负载更重，关机更快。

从图中可以看出，部分电源负载更重，关机更快。

8个以上轨道的开机按时

自动时延测量基于信号越过各自阈值电压的时间。由于每个自动测量配置都会包括唯一的阈值(一般是信号幅度的50%)，每条数字通道可能会有唯一的阈值(一般也设置成电源电压的50%)，因此混合信号示波器可以进行下面所示的电源时延测量，直到可用的数字输入数。依据MSO型号，通道数量可以在8~64之间。

这显示了使用数字通道检验8个以上稳压电源的开机按时。

电源上升时间测量

除电源排序外，非得控制电源的上升时间，满足系统中部分关键元件的规范。自动上升时间和下降时间测量也是基于电压基准点进行的，在默认情况下，会自动计算电压基准点为每条通道信号幅度的10%和90%。在下面显示的简单实例中，显示画面右侧的结果框中显示了正极供电的上升时间和负极供电的下降时间。

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