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示波器在汽車設計的用途
對於汽車設計涵蓋的電子零件、子系統及系統而言，車用示波器是不可或缺的除錯和驗證工具。工程師利用示波器顯示訊號分析和進行電氣量測，就可以深入鑽研車用電子裝置。
- 在實驗室和測試軌工作
- 除錯和驗證 ECU 內部電子裝置
- 測試車用感應器、驅動器和控制模組
- 最佳化電動車牽引逆變器和充電器的電源效率
- 評估車內網路的訊號完整性，例如 CAN 和車用乙太網路
- 辨識電子雜訊來源
- 自動化測試，分享和記錄結果
車用示波器應用和功能
ECU 測試
示波器在針對構成 ECU 的微控制器、介面、記憶體和類比訊號鏈進行除錯方面，可說是彌足珍貴的利器。示波器用於檢查電軌、量測時脈、觀察啟動狀況和排除雜訊問題。
ECU 內部通訊可利用 I2C 和 SPI 等匯流排來處理。搭配合適的示波器，可在這些通訊協定上進行解碼和觸發。
如今的控制元件結合了現代伺服器可見的相同高速介面，例如 PCIe 和 DDR。高效能示波器在這些應用中的用途是驗證訊號完整性。
車用感應器和驅動器測試
汽車仰賴各式各樣的感應器、馬達、交換器和驅動器運轉。車用示波器可協助工程師檢查訊號品質及訊號間的時序關係。若有 4 個或以上的通道數，更能洞悉較為複雜的系統。
混合訊號示波器配備數位邏輯通道，有助於設計人員一次檢查逾16 個或以上的交換器或驅動器的時序。
至於電機系統，長記錄長度和捲動模式在擷取長期系統行為方面甚為實用。
電子雜訊分析和 EMI 測試
從汽車產業初期至今，輻射和傳導電力雜訊一直是設計人員面對的挑戰。如今的汽車可以產生的龐大混亂雜訊。設計人員面對的難題則是要讓多重無線通訊協定、高速資料網路和高電壓牽引逆變器得以共存。4、5 和 6 系列 MSO 提供了多通道暨同步化的頻譜分析，有助於疑難排解混合網域的問題。攜帶甚為方便的頻譜分析儀 RSA306B，亦有助於及時快速進行寬頻掃描。
在實驗室和測試軌來回移動
能攜帶示波器進入現場，有助於在駕駛情況下進行測試，或者是進行故障排除。可攜式示波器的重量一般不到 2 公斤 (約 4.5 磅)，易於攜帶進入車內或在周圍使用。例如，2 系列 MSO 是功能強大的可攜式示波器，使用電池供應電力。
儘管如此，有些工作需要馬力更強大的示波器。4、5 和 6 系列 MSO 提供了各式各樣的效能，可說是個人工作台或實驗室工作站的理想選擇。這些示波器都使用相同的使用者介面，便於工程師輕鬆處理任何工作。
車用示波器必須在各種裝置上進行不同量測，因此需要用到多種類型的探棒。大多數示波器都有配備接地參考電壓探棒，只是許多應用還需要用到差動式電壓探棒或電流探棒。
記錄並分享量測
利用電腦執行的測試自動化，可以讓工程師擺脫毫無生產力的重複測試差事。交由設備負責記錄、分享和歸檔測試結果，同樣可以精簡工程作業。 有些車用示波器提供了可編程介面，便於透過 USB 和 LAN 進行工作。 Tektronix 示波器備有一套完整書面操作說明，並提供軟體以加快儲存文件和量測。
最適合汽車工程的示波器
下面是最常用於車用系統除錯和驗證的幾個示波器系列。
請造訪示波器頁面以取得 Tektronix 示波器的完整清單。
| 功能 |  2 系列 MSO |
 4 系列 MSO |
 5 系列 MSO |
 6 系列 MSO |
|---|---|---|---|---|
|
頻寬範圍 |
70 MHz - 500 MHz | 200 MHz - 1.5 GHz | 350 MHz - 2 GHz | 1 GHz - 10 GHz |
|
最大記錄長度 |
10 MS | 62.5 MS | 500 MS | 1 GS |
|
類比通道 |
2, 4 | 4, 6 | 4, 6, 8 | 4, 6, 8 |
|
電池電源 |
是 | - | - | - |
|
汽車串列匯流排解碼器* |
CAN LIN I2C SPI RS-232 |
CAN LIN FlexRay SENT PSI5 I2C SPI RS-232 |
CAN LIN FlexRay SENT PSI5 I2C SPI RS-232 |
CAN LIN FlexRay SENT PSI5 I2C SPI RS-232 |
|
進階分析* |
捲動模式 |
捲動模式 多通道頻譜 三相功率分析 電源分析 |
捲動模式 多通道頻譜 三相功率分析 電源分析 |
捲動模式 多通道頻譜 三相功率分析 電源分析 車用乙太網路 |
*已選取可用選項。 請參照儀器的產品規格表，取得可用串列匯流排和分析套件的完整清單。
如何選擇最合適的車用示波器：需要考量的規格
您按照電子系統開發需求來挑選車用示波器時，請考量這些規格和功能：
- 頻寬和取樣率：這些規格決定了可精準量測的最高訊號頻率。溫度感應器、電機交換器和驅動器使用較低頻寬毫無問題。至於 ECU 內部訊號，建議使用數百甚至數千 MHz 的頻寬。
- 通道計數：許多量測可利用一至兩個通道進行，不過，若能取得更多訊號，欲診斷較為棘手的問題就輕鬆許多。混合訊號示波器增加了數位邏輯通道，可用於顯示交換器訊號、驅動器訊號和通訊匯流排，進而擴大能見度。
- 記錄長度：這項功能決定了示波器依特定取樣率進行擷取的時間。請留意，記錄長度愈長，可能代表資料數龐大，請思考儀器可以如何協助搜尋和分析這些資料。
- 匯流排解碼：能解碼 CAN、LIN 和 FlexRay 等車用匯流排的能力，實為排除車用系統故障的關鍵。
- 功率分析：電力在大多數車輛的設計上都相當關鍵，但是在電動車更為重要。如今的示波器內建功率分析能力，可進行基本通道數學運算、切換損耗分析和三相功率分析。
車用示波器常見問答集
什麼是車用示波器？
車用示波器是視覺呈現和量測車輛內部常見電氣和電子系統訊號的儀器，此類系統包括逆變器、引擎系統、電池系統、安全系統、駕駛室控制、資訊娛樂等。
車用示波器有何用途？
車用示波器將探棒連接至受測裝置，就能檢視訊號。工程師會在設計流程使用，以便進行開發中產品的驗證和除錯。技術人員則在現場用於診斷故障處。
哪種示波器最適合汽車？
車用系統和工作種類繁多，欲決定最適合車輛工作的示波器時，有必要斟酌頻寬、記錄長度、分析能力、環境因素 (例如可攜性、溫度範圍)，當然還有成本。
請參閱示波器頁面的主要示波器規格比較，並取得詳細產品規格表，協助找出適合所需應用的示波器。
我需要哪種頻寬的車用示波器？
示波器頻寬決定了儀器在訊號振幅未明顯減少下，可以進行量測的最高頻率。一般來說，示波器會比量測訊號快上數倍。在採取邊緣運作的數位系統中，訊號的頻率內容將取決於訊號的上升級下降時間，而不是訊號週期。打算觀察運作頻率低於幾 KHz 的電機系統訊號時，使用 100 MHz 或以下的儀器或許就綽綽有餘。若是在處理器系統和串列匯流排進行量測，可能會優先選用 100 至 500 MHz 的頻率。至於量測 ECU 內部的高速訊號或網路訊號，或許要用到 1 GHz 或以上的頻率。
請參閱示波器頁面的頻寬比較，並取得詳細產品規格表，協助找出適合所需應用的示波器。