使用4000系列數(shù)字熒光示波器進行視頻測量

　　與DPO一樣，模擬示波器也有波形捕獲速率快和輝度等級顯示的特點。遺憾的是，模擬示波器缺少DSO和DPO提供的許多基本功能，如自動測量、高級觸發(fā)、波形數(shù)學運算和波形存儲。事實上，DPO融合了模擬示波器結(jié)構(gòu)和DSO結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，同時避免了兩者的缺點。

　　基本示波器指標

　　示波器第一個常用指標是帶寬。根據(jù)經(jīng)驗，示波器的模擬帶寬至少應該是信號帶寬的五倍，才能保證準確地顯示信號。(估算信號帶寬的方式之一是用0.35除以最快信號成分的10%～90%上升時間)例如，HDTV信號的帶寬一般是30MHz，因此，HDTV使用的示波器的帶寬至少應該是150MHz。泰克4000系列示波器提供了高達1GHz的帶寬。

　　采樣率表明了對信號采樣的速度。為使用sin(x)/x內(nèi)插準確地重建信號，示波器的采樣率至少應該是信號最高頻率成分的2.5倍。如果使用線性內(nèi)插，那么采樣率至少應該是最高頻率信號成分的10倍。4000系列示波器采用sin(x)/x內(nèi)插，采樣率高達5GS/s，可以準確地表示最復雜的視頻標

準。

　　示波器的波形捕獲速率表明了信號的采集速度(單位為波形/秒)。如前所述，大多數(shù)傳統(tǒng)DSO的信號捕獲速率要遠遠低于模擬示波器或DPO。速率較低可能會隱藏異常信號，降低分析結(jié)果的可信度。4000系列的最大波形捕獲速率為35 000波形/秒，可以以豐富的信息實際顯示視頻信號。

　　數(shù)字示波器的記錄長度用構(gòu)成一個完整的波形記錄的點數(shù)表示，決定著每條通道可以捕獲的數(shù)據(jù)量。由于示波器只能存儲數(shù)量有限的樣點，因此波形周期(時間)與示波器的采樣率成反比。如果示波器的記錄長度較短，用戶會被迫在信號細節(jié)和記錄長度之間或在采樣率和采集的時間周期之間進行折中。用戶可以在較短的時間周期內(nèi)采集詳細的信號信息，也可以加長時間周期，但采集信號的詳細程度會下降。幸運的是，4000系列在所有通道上標配10M樣點的記錄長度，可以捕獲很長時間的信號活動，而不會降低信號的詳細程度。

　　表1 4000系列支持的視頻標準

　　示波器的主要視頻測量功能

　　輝度等級顯示

　　前面我們已經(jīng)說過，許多視頻工程師面臨的最關(guān)鍵的顯示問題是輝度等級顯示。用戶熟悉的模擬示波器和波形監(jiān)測儀的這種特點會通過改變顯示的樣點輝度，來顯示信號的統(tǒng)計行為。4000系列DPO提供了這種輝度等級顯示。它們透過定性輝度信息，提供深入的洞察能力，用戶可以看到細微的細節(jié)和信號變化。

　　視頻觸發(fā)

　　在分析視頻波形時，第一步是獲得穩(wěn)定的顯示。在捕獲和分析信號前，必須先在這個信號上觸發(fā)示波器。4000系列標配NTSC、PAL和SECAM標準視頻觸發(fā)功能，大大簡化了這一工作。

　　選配的DPO4VID模塊增加了對各種模擬HDTV標準的支持。它根據(jù)活動行數(shù)、掃描類型和幀或場速率識別HDTV格式。表1匯總了4000系列支持的標配和選配視頻格式。

　　一旦選擇了視頻格式，下一步是指定希望觸發(fā)的項目。4000系列提供了各種選項，包括偶數(shù)場、奇數(shù)場、所有場、所有行或行數(shù)，如圖6所示。

　　圖6 4000系列的視頻觸發(fā)功能可以方便地選擇視頻標準、來源、觸發(fā)分量、極性和觸發(fā)釋抑設置。在本例中，示波器已經(jīng)觸發(fā)了NTSC信號奇數(shù)場的第39行

　　自定義視頻觸發(fā)

　　并不是每個視頻系統(tǒng)都符合NTSC、PAL、SECAM或HDTV格式。作為一項規(guī)則，計算機視頻監(jiān)視器、媒體顯示器、安全攝像機和其他自含式系統(tǒng)并不是為直接接口廣播視頻設備設計的，可能不符合普通的525行或625行標準。4000系列通過自定義視頻觸發(fā)功能，為這些應用提供了一個簡便的解決方案。自定義視頻觸發(fā)要求一些測量簡便的輸入?yún)?shù)，以便知道要查找什么項目。為測量這些參數(shù)，先從邊沿觸發(fā)模式入手，運行觸發(fā)電平，直到觸發(fā)視頻信號負的同步脈沖。調(diào)節(jié)示波器的垂直控制和水平控制功能，有效地查看同步脈沖。示波器要指定的第一個項目是視頻信號使用雙電平同步脈沖還是三電平同步脈沖(參見圖3a和圖3b)。如果是雙電平，那么使用光標測量同步脈沖的寬度。然后提高時間/格設置，直到兩個視頻行的同步脈沖都位于示波器顯示屏上，然后再使用光標，測量同步脈沖之間的時間。最后，指定視頻信號是逐行掃描還是隔行掃描。一旦指定了這幾個簡單的參數(shù)，4000系列可以在自定義(非標準)視頻信號上觸發(fā)偶數(shù)場、奇數(shù)場、所有場、所有行或行數(shù)(4～3000)。

　　視頻自動設置

　　許多示波器用戶已經(jīng)習慣使用前面板上的Autoset按鈕，讓示波器自動調(diào)節(jié)垂直、水平和邊沿觸發(fā)參數(shù)，有效顯示各種信號。遺憾的是，這些自動設置功能在過去一般不能用于復雜的視頻信號。然而，4000系列自動設置功能可以識別視頻信號，設置示波器，以最佳方式查看信號。例如，用戶只需把1080i/60 HDTV色條信號連接通道1上，按Autoset，就可以獲得圖7所示的顯示畫面。注意Autoset功能還會啟動一個側(cè)面菜單，允許迅速選擇觸發(fā)行還是場等。

　　視頻格線

　　圖7中顯示的另一個易用功能是視頻格線。自動設置功能自動為NTSC信號激活IRE格線，為所有其他視頻信號激活mV格線。此外，它自動把垂直標度設置成114mV/div，為格線相應地定標信號。在觸發(fā)類型設置為視頻時，對每條模擬通道，114mv/div垂直標度設置會插入正常的1-2-5序列中，可以簡便地定標視頻信號，以轉(zhuǎn)換整個顯示畫面，最大限度地提高查看的簡便性和準確性。