硬件工程师如何用好ldquo常规测量

硬件工程师的主战场就是实验台（有个牛哄哄的名词叫Lab），任务就是要调试（Debug）电路，除了烙铁、剥线钳、焊锡、松香、镊子等等必要的工具之外，占桌面大片面积的，需要多个电源插座的，就是这看起来很高、大、上的用于常规测试测量的4大件工具。如下图：

其实左下角的万用表也有台式的，只是这种手持的（还有更小的）用起来比较方便因此比较常用。

当然，除了这常规的4大件之外，频谱仪、逻辑分析仪、矢量网络分析仪等等会根据被测对象的需要配置，以后专门撰文以及做视频教程进行介绍。

1.万用表

最常用的万用表，它的主要作用就是测量阻抗、电压、电流等“欧姆定律”中的参数。在实际的调试工作中，能“bi”一声响的功能-测量电路的通断是最常用的，其次就是测量每个点上的电压（直流电压、交流电压）。

图中的右上角是古老的模拟万用表，用指针指示信息，虽然现在已经被数字万用表代替了，但问当年修收音机的老师傅，他们还是喜欢用模拟的万用表，因为从指针的摆动能够看到数字万用表看不到的信息。

右下角的万用表就是个头比较大、功能比较强的台式万用表。讲真，我从来没有用过这个，因为左侧的手持式万用表在我十几年的工程师生涯中已经满足我所有的需要了。

2.供电电源

左侧这个大块头的可跟踪电源（负电压和正电压可以跟踪调节）能够给待测电路提供所需要的电压/电流，电压的调节可以从0v到比较高，比如25V，调节精度也比较高，这样可以精确控制给电路板的供电。这么大的体积内自然具有过流保护（通过设定限定的电流）等功能。还有就是这种电源的纹波会非常非常的低。

右侧的USB适配器（输出5V直流，能够提供的电流取决于具体的产品），由于其便携、简单、越来越多的电路板都是设计成5V供电而被广泛用于实验室的产品和调试中。有的示波器上也有了5VUSB接口的供电端口，方便调试，在有的场合可以节省掉单独的供电电源。

用USB适配器供电需要注意的3个地方：

确保适配器输出的功率能够满足待调试的板子的供电功率要求，并有一定的余量，否则会导致系统工作不稳定

在适配器和电路板之间的USB线会有阻抗，在供电电流比较大的情况下会在导线上产生比较大的压降（欧姆定律V=I*R），因此一定要确保经过了USB线的压降到达电路板的电压满足你板子上对输入供电电压的要求。如果输入电压要求必须在4.5V，乃至4.8V以上，就一定要使用比较粗的USB线，且线的长度尽可能短。

由于USB适配器是从V的交流电上通过AC-DC开关变换的方式得到稳压的5VDC，在输出的5V直流电压上一定有较大的开关噪声，因此在具体的应用中要确保你选用的适配器上的噪声不会对板子的性能有影响。

3.信号源

信号源是用来对待测的电路（DUT）提供输入激励信号，如下面的系统框图所示。为了测试电路的性能，需要对被测的电路输入一定幅度范围、一定频率范围的信号，有时还要在输入的信号中添加各种特性的噪声。

我们先回顾一下电信号的基础知识，基于这些基础知识才能理解信号源的各个功能和指标的来源。

我们知道，表征一个电信号的主要的两个参数就是信号的幅度（A），以及信号的频率（f），模拟电路（也称为模拟链路、模拟调理电路等）的主要功能就是对信号的幅度和频率进行调整：

幅度-放大、衰减

频率-低通滤波、高通滤波、带通滤波等等

左侧的是模拟信号，我们