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是德示波器在模块中断和系统电源设计中的心得体会
来源:keysight  时间:2016-03-15

  在一个系统中引入中断机制有着重要的意义,一方面可以使多个功能模块或者从mcu按照设计规定进行工作,另一方面可以节约系统的能量供应,也就是我们常说的低功耗设计。而在电子系统设计中,我们会经常使用旁路电容对系统的电源进行旁路,以便获得干净稳定的系统电源来保持系统的供电正常。下文就以以上的两个小问题来展示是德示波器MSO6054a在设计中的应用和问题的排除。

  在一个电子产品的设计中,采用了集成的模块,通过中断机制使能该模块与mcu通信。虽然在前期的模块设计中一切正常,但是在软件综合测试中,发现模块发送数据不能在屏幕上正常显示,于是进入了问题查找阶段。

  由于传送到mcu的是模块数据,于是先从软件排除问题,让模块产生固定规律的数据之后,在屏幕上不能将数据正常全部显示,因此判断了通讯出问题。于是用MSO6054a进行了中断管脚的信号测量,测量结果如下。

  

 

  从示波器抓取的结果看,在低电平中断时能过程中出现了短暂的高电平,这或许就是问题的所在。为了进一步判断是否是中断设置的问题,在软件中进行了设置,使模块周期的产生中断信号,结果如下。

  

 

  从测量的结果看,模块的中断没有问题,硬件电路设计也没有问题,因此判断是程序设计中出现的问题。通过软件工程师的仔细排查,发现是在数据传输中的中断配置出现了问题,通过修改后,该问题圆满解决。

  上述问题并不是每一位工程师都能碰到的,但是下面描述的问题—电源的退耦电容问题,相信碰到的工程师朋友就不少。

  在一个系统中,为了保证系统的电源尽量少的受到其他因素的影响,通常会假如一小一大的退耦电容。

  在一电子产品设计中,为了获得稳定的电压,采用了集成升压IC芯片来实现,具体设计电路如下:

  

 

  在设计时,依据经验添加了退耦电容,相信其中的道理大家都明白,即为了获得稳定的电源给相关的模块。但是在产品测量过程中发现模块的指示灯出现异常,具体表现为亮度的突变,从电子学角度看肯定是电流的异常引起,因此利用示波器进行了电源信号的测量,具体如下。

  

 

  从上图中可以看出,电源的信号在间隔过程中出现了异常,为了观察电源信号的长时间特性,获取了如下的长时间特性信号曲线。

  

 

  从上图看出,为模块提供提供的电源波动超过了经验范围5%,因此需要对该电路进行更新设计。为了详细分析该电源信号的特性,我们利用是德示波器mso6054a进行单波形的图形获取,具体见下图。

  

 

  从图中可以看出,在一个波形周期中,由于模块的周期工作,引起波形的波动为100mv,这在经验范围之内。但是结束之后的突然高电平和低电平就显得异常,依据知识分析可以得出,由于升压电路中电感的存在,使得电压有突然的升高,给C充电引起电源波形的升高,然后通过RC放电回路使电源电压逐渐下降,由于输出电压反馈到了升压芯片中,引起电源电压的反向升高。通过以上的分析,明白波形异常的原因之后,采用了下面的技术来解决上述问题,增大退耦电容,使曲线更加平滑;调整反馈电路的电阻值分配降低反馈对电源电压的影响;合并地信号,使系统有更加稳定的地。

  通过以上两个问题的解决可以看出,拥有一台良好的示波器,可以让看到你想看到的信号细节,方便利用以往的知识来分析解决问题。
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感谢此文原创作者:马俊领工程师(EEPW用户名:machinnneee ) 投稿有礼

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