無論您是在測試臺上還是在自動測試系統(tǒng)中使用通用計(jì)數(shù)器，都希望能盡可能快速而精準(zhǔn)地得到數(shù)據(jù)。為加快測試的進(jìn)程，您有幾件可做的事情。今天的計(jì)數(shù)器能夠在前面板上顯示直方圖和趨勢圖，幫助您在工作臺上更快洞察您的設(shè)計(jì)，更快得到測試結(jié)果?？偩€速度提升也改進(jìn)了測試系統(tǒng)吞吐量，各種內(nèi)置特性能 為您提供更高的分辨率和更快的測試速度。在各種應(yīng)用領(lǐng)域，例如晶體振蕩器設(shè)計(jì)和測試、陶瓷諧振器測試、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)測試和雷達(dá)驗(yàn)證測試等領(lǐng)域，更快的頻率和時(shí)間測量都是極其重要的。今天您將了解如何加快使用通用計(jì)數(shù)器執(zhí)行頻率和時(shí)間測量。

是德科技計(jì)數(shù)器

快照: 測試晶體振蕩器

一家知名晶體振蕩器制造商打算擴(kuò)大生產(chǎn)線和提高測試吞吐量。 他們擁有許多測試臺，每一個(gè)測試臺都包含多臺單通道的計(jì)數(shù) 器。通過使用雙通道 Keysight 53230A 通用頻率計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器， 依靠著雙通道的并行測量功能，測試工程師在每個(gè)測試臺上將吞 吐量提高了兩倍以上。除通道數(shù)增加外，以下因素也可以提高吞 吐量: 在滿足測試分辨率位數(shù)要求的情況下選擇盡可能短的選通 時(shí)間；使用適合的自動電平、前面板顯示和數(shù)據(jù)傳輸?shù)仍O(shè)置。

通過工作臺上的計(jì)數(shù)器測量更快洞察產(chǎn)品設(shè)計(jì)

當(dāng)您在工作臺上用計(jì)數(shù)器進(jìn)行測量時(shí)，首先需要為被測信號選擇了正確的儀器設(shè)置。能 在計(jì)數(shù)器前面板上查看信號信息，將會增加您對測量設(shè)置正確的信心。例如，計(jì)數(shù)器前 面板顯示的輸入信號電壓峰峰值、最小值和最大值能幫助您選擇正確的輸入范圍和觸發(fā)電平。

Keysight 53200A 系列通用頻率計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器的前面板圖形顯示功能將進(jìn)一步幫助您顯示所測數(shù)據(jù)。例如，Keysight 53230A 為您提供趨勢圖和直方圖的顯示選擇。趨勢圖顯示測得的數(shù)據(jù)如何隨時(shí)間變化，直方圖則顯示數(shù)據(jù)的分布狀況。趨勢圖通過顯示漂移的方向和幅度，幫助您迅速識別漂移信號。它也為您提供所產(chǎn)生漂移有多快的信息。請見圖 1。

圖1: 53230A計(jì)數(shù)器 的趨勢圖

直方圖為您顯示噪聲信號的分布。如果噪聲如您預(yù)期的呈高斯分布，說明測量是正常進(jìn)行的。如果在某一頻率意外出現(xiàn)高百分比的測量結(jié)果，說明存在對信號的非預(yù)期調(diào)制效應(yīng)，您需要跟蹤尋找這一調(diào)制源。見圖 2。如果計(jì)數(shù)器不具備圖形功能，那么您必須首先察覺出潛在問題，然后配置測試以采集大量數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)返回計(jì)算機(jī)，再用計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。而現(xiàn)在所有這些功能都已內(nèi)置在計(jì)數(shù)器中，您能在工作臺上用新的計(jì)數(shù)器更快洞察設(shè)計(jì)的產(chǎn)品指標(biāo)，節(jié)省大量測試時(shí)間。

圖2:53230A計(jì)數(shù)器的直方圖

進(jìn)行更快的系統(tǒng)測量

當(dāng)您在自動測試系統(tǒng)中使用計(jì)數(shù)器時(shí)，獲取讀數(shù)的總時(shí)間可分為兩大部分: 總線交流時(shí)間和測量時(shí)間?？偩€交流時(shí)間也可分為兩部分: 命令配置測量所需的時(shí)間，以及命令將測量結(jié)果傳回計(jì)算機(jī)所需的時(shí)間。在過去幾年中，測試儀器設(shè)計(jì)師已經(jīng)顯著縮短了總線 交流時(shí)間。最新是德科技計(jì)數(shù)器的總線交流速度大約比上一代計(jì)數(shù)器快 100 倍，并可更快處理程序命令，且在更短時(shí)間內(nèi)將測量結(jié)果返回計(jì)算機(jī)。鑒于最新型計(jì)數(shù)器已經(jīng)極 大縮短了總線交流時(shí)間，影響頻率讀數(shù)速度的主要因素成為測量時(shí)間。為縮短測量時(shí)間，您可做下面幾件事情:

– 選擇正確的選通時(shí)間

加快計(jì)數(shù)器測量的最明顯方法是在保持所要求測試分辨率位數(shù)的前提下，選擇最小的選通時(shí)間。選通時(shí)間越長，可得到的分辨率位數(shù)就越高，但顯然花得時(shí)間也越長?，F(xiàn)代倒數(shù)計(jì)數(shù)器所采用的技術(shù)能在增加分辨率位數(shù)的同時(shí)避免選通時(shí)間正比增加。例 如，如果計(jì)數(shù)器采用 10 MHz 基準(zhǔn)振蕩器，基準(zhǔn)本身在 1 s 測量時(shí)間內(nèi)將得到7位的分 辨率。通過應(yīng)用分辨率增強(qiáng)技術(shù)，10 MHz 時(shí)鐘能產(chǎn)生 10 位的分辨率。因此要認(rèn)真查 看計(jì)數(shù)器的技術(shù)指標(biāo)，按所要求的分辨率位數(shù)選擇相應(yīng)的選通時(shí)間。

– 使用最快的接口

一些計(jì)數(shù)器提供了多種與 PC 連接的接口。例如 Keysight 53200A 系列計(jì)數(shù)器有標(biāo)配的 LAN、 USB 和 GPIB 接口。如果速度是您應(yīng)用的關(guān)鍵要求，則應(yīng)選擇最快的接口。單次測量 和塊讀數(shù)吞吐量都受您選擇接口的影響。請參看表 1 和表 2 的詳細(xì)信息。

表 1: 基于接口類型和數(shù)據(jù)傳輸命令的 Keysight 53230A 單次測量吞吐量速率

表 2: 基于接口類型和數(shù)據(jù)傳輸命令的 Keysight 53230A計(jì)數(shù)器快讀數(shù)吞 吐量速率

– 選擇正確的命令將測量數(shù)據(jù)傳回 PC

您的計(jì)數(shù)器可能提供多種將數(shù)據(jù)傳回 PC 的方法。不同方法也 許會有不同的數(shù)據(jù)傳輸率。表 1 和表 2 示出 53230A 的吞吐量， 可見數(shù)據(jù)傳輸命令對讀取速率是有影響的。因此，如果要采集 大量讀數(shù)并盡可能減小測量總時(shí)間，則應(yīng)選擇最快的傳輸數(shù)據(jù) 至 PC 的方法。

– 關(guān)閉自動電平

自動電平是自動確定測量所用觸發(fā)電平的一項(xiàng)功能。計(jì)數(shù)器測量輸入信號的最小電壓和最大電壓，計(jì)算峰峰電壓，然后把觸發(fā)電平設(shè)置為峰峰值的 50%。 當(dāng)然，做這些事情是需要時(shí)間 的。為去除自動尋找觸發(fā)電平所花的時(shí)間，如果您了解信號狀況，就可自己設(shè)置觸發(fā)電平。就是關(guān)閉自動電平功能，把觸發(fā)電平設(shè)置為所要的值。

測量技巧

您可把自動電平設(shè)置為 "ONCE"。這將把計(jì)數(shù)器設(shè)置為執(zhí)行一 次自動電平功能，然后禁用自動電平功能。當(dāng)您不知道如何 設(shè)置測量觸發(fā)，但希望在設(shè)置一旦確定后就不再改變時(shí)，可 以用這種辦法。此時(shí)計(jì)數(shù)器將確定觸發(fā)設(shè)置，并在后面的測 量中沿用這一設(shè)置。這樣做能夠節(jié)省測量時(shí)間，因?yàn)樽詣与?平僅僅用了一次。

– 關(guān)閉前面板顯示 關(guān)閉有些儀器的前面板顯示有助于加快測量。許多任務(wù)都要分 攤內(nèi)部微處理器的時(shí)間，包括執(zhí)行測量，處理總線交流和為前 面板顯示提供信息。如果關(guān)閉顯示，處理器就可把全部時(shí)間用 到測量和處理數(shù)據(jù)上。例如，在前面板顯示開啟時(shí)，Keysight 53230A計(jì)數(shù)器能在 1.35 s 內(nèi)執(zhí)行 75,000 次頻率測量并把測量 結(jié)果保存到內(nèi)部存儲器。而當(dāng)顯示關(guān)閉時(shí)，完成同樣的任務(wù)只 需要 1.22 s。由于測量時(shí)間主要由所選的選通時(shí)間決定，總線 交流部分所用的時(shí)間不受顯示狀態(tài)的影響。不過，計(jì)數(shù)器必須 在內(nèi)部處理測量數(shù)據(jù)并把結(jié)果保存到存儲器。這些功能都會占 用內(nèi)部處理器時(shí)間，因此關(guān)閉顯示能夠加快數(shù)據(jù)處理。

測量技巧

為縮短總測量時(shí)間，應(yīng)盡可能把同類測量項(xiàng)目分到一組。例 如先執(zhí)行所有頻率測量，再執(zhí)行所有周期測量，而不是每次 測量都要改變測量類型，同時(shí)還應(yīng)盡量減少量程和觸發(fā)電平 的改變。改變測量配置需要時(shí)間 - 53200A 系列計(jì)數(shù)器一般需 要 50 ms。 – 關(guān)閉前面板顯示 關(guān)閉有些儀器的前面板顯示有助于加快測量。許多任務(wù)都要分 攤內(nèi)部微處理器的時(shí)間，包括執(zhí)行測量，處理總線交流和為前 面板顯示提供信息。如果關(guān)閉顯示，處理器就可把全部時(shí)間用 到測量和處理數(shù)據(jù)上。例如，在前面板顯示開啟時(shí)，Keysight 53230A計(jì)數(shù)器能在 1.35 s 內(nèi)執(zhí)行 75,000 次頻率測量并把測量 結(jié)果保存到內(nèi)部存儲器。而當(dāng)顯示關(guān)閉時(shí)，完成同樣的任務(wù)只 需要 1.22 s。由于測量時(shí)間主要由所選的選通時(shí)間決定，總線 交流部分所用的時(shí)間不受顯示狀態(tài)的影響。不過，計(jì)數(shù)器必須 在內(nèi)部處理測量數(shù)據(jù)并把結(jié)果保存到存儲器。這些功能都會占 用內(nèi)部處理器時(shí)間，因此關(guān)閉顯示能夠加快數(shù)據(jù)處理。

結(jié)論

無論您是在工作臺上，還是在自動測試系統(tǒng)中使用通用計(jì)數(shù)器進(jìn)行測量，都可通過選擇計(jì)數(shù)器的功能特性和采用各種技術(shù)縮短總測試時(shí)間，從而更快地洞察您的設(shè)計(jì)。在工作臺上，可通過前面板顯示特性 (例如輸入信號的電壓和觸發(fā)信息) 加快洞察設(shè)計(jì)性能的時(shí)間。

前面板趨勢圖和直方圖顯示幫助您更快了解所進(jìn)行的測 量。您也可通過選擇正確的接口和數(shù)據(jù)傳輸方法，以及適合的參數(shù)設(shè)置 (如選通時(shí)間、自動電平和前面板顯示設(shè)置) 實(shí)現(xiàn)更快的系統(tǒng)測量。如果您經(jīng)常要執(zhí)行頻率測量，是德科技計(jì)數(shù)器將為您提供可以信賴的快速、穩(wěn)定和精確的測量。