示波器波形捕獲模式的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合
日常我們使用示波器的捕獲模式,一般都只用默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式。但捕獲模式有哪些?各自對(duì)采樣點(diǎn)的處理方式你了解多少呢?每一種模式適用于哪種波形呢?本文將對(duì)比分析這些模式的特點(diǎn),會(huì)讓你有不一樣的發(fā)現(xiàn)。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201810/393058.htm其實(shí)在測(cè)量波形時(shí),對(duì)一些具有某種特征的信號(hào)的測(cè)量是需要選擇合適的捕獲模式的,這里以ZDS4054 Plus示波器為例,分享示波器幾種捕獲模式的原理和特點(diǎn)及其合適的應(yīng)用場(chǎng)合。在示波器前面板上按下【Acquire】鍵,在捕獲模式菜單中可以看到其中共包含4種捕獲模式:標(biāo)準(zhǔn)、峰值、平均和高分辨率。
簡(jiǎn)單地說,示波器的捕獲模式用于控制如何從采樣點(diǎn)中獲取波形點(diǎn)?,F(xiàn)在我們使用的數(shù)字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,并對(duì)樣值進(jìn)行存儲(chǔ),存儲(chǔ)限度是判斷累計(jì)的樣值能否繪出波形為止,隨后數(shù)字示波器重構(gòu)波形。而由于處理方式的不同,重構(gòu)的信號(hào)波形也會(huì)有一定的差別。下面將介紹這四種捕獲模式重構(gòu)波形的異同。
一、標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式
對(duì)大多數(shù)波形來說,使用標(biāo)準(zhǔn)模式可以產(chǎn)生最佳的顯示效果。在一般情況下,如果您對(duì)示波器捕獲波形的方式?jīng)]有特殊要求時(shí),捕獲模式可以選擇為ZDS 4054 Plus示波器默認(rèn)的捕獲模式:標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式。
?原理:按相等時(shí)間間隔對(duì)信號(hào)采樣以重建波形,具體原理圖如圖 1所示。
?適用場(chǎng)景:對(duì)波形捕獲模式無特殊要求時(shí)使用。
圖 1 標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式原理圖
二、峰值捕獲模式
在該模式下,示波器至少能顯示出來與采樣周期一樣寬的所有脈沖。
?原理:采集到采樣間隔信號(hào)的最大值和最小值,具體原理圖如圖 2所示。
?適用場(chǎng)景:捕獲可能丟失的窄脈沖和高頻率的毛刺。
?注意事項(xiàng):雖然該模式可避免信號(hào)混淆,但顯示的噪聲較大。
圖 2 峰值捕獲模式原理圖
三、平均捕獲模式
在該模式下,可先設(shè)置一個(gè)平均次數(shù)N,具體設(shè)置方法為:在示波器前面板上按下【Acquire】鍵,按下【平均次數(shù)】菜單軟鍵,通過調(diào)節(jié)A/B旋鈕設(shè)置平均次數(shù)的數(shù)值。
?原理:示波器會(huì)對(duì)采集的N段波形,將它們按照觸發(fā)位置對(duì)齊,對(duì)N段波形進(jìn)行平均運(yùn)算,最終得到一段平均后的波形。具體原理圖如圖 3所示。在ZDS4054 Plus示波器中平均數(shù)可設(shè)置的范圍是2~65536,系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)為64次。
?適用場(chǎng)景:希望減少波形中的隨機(jī)噪聲并提高垂直分辨率時(shí)使用。
?注意事項(xiàng):(1)滾動(dòng)視圖模式下不支持平均捕獲模式。
(2)平均次數(shù)越高,噪聲越小,但波形顯示對(duì)波形變化的相應(yīng)也越慢。
圖 3 平均捕獲模式原理圖
四、高分辨率捕獲模式
在該模式下,該模式采用一種超取樣技術(shù),對(duì)采樣波形的鄰近點(diǎn)平均,減小輸入信號(hào)上的隨機(jī)噪聲并在屏幕上產(chǎn)生更平滑的波形。
?原理:對(duì)一段波形中的每N個(gè)點(diǎn)求平均,把原來的N個(gè)采樣點(diǎn)替換成一個(gè)平均點(diǎn)來顯示。具體原理圖如所示。
?適用場(chǎng)景:通常用于數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣率高于采集存儲(chǔ)器的存速率的情形,即可提供較較高分辨率、較低帶寬的波形。
?注意事項(xiàng):“平均”和“高分辨率”模式使用的平均方式不一樣,前者為“波形平均”,后者為“點(diǎn)平均”。
圖 4 高分辨率捕獲模式原理圖
對(duì)這4種捕獲模式的捕獲機(jī)制與應(yīng)用特點(diǎn)了解之后,我們來看下它們對(duì)同一個(gè)輸入信號(hào)的顯示情況。將捕獲模式依次設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)、峰值、平均和高分辨率模式,很明顯在對(duì)比之下,標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式下(如圖 5所示),信號(hào)噪聲適中,峰值捕獲模式下(如圖 6所示),信號(hào)的噪聲顯示比較明顯,而平均(如圖 7所示)和高分辨率(如圖 8所示)捕獲模式下顯示的波形幾乎沒有隨機(jī)噪聲。
了解了同一輸入信號(hào)在不同捕獲模式下的不同顯示效果之后,再來對(duì)這四種捕獲模式做個(gè)異同總結(jié):對(duì)波形捕獲模式無特殊要求時(shí),一般使用示波器默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式。要捕獲窄脈沖或高頻率的毛刺,選擇峰值捕獲模式。想減少噪聲并提高分辨率,使用平均捕獲模式。希望提供較較高分辨率、較低帶寬的波形時(shí),選擇高分辨率捕獲模式。
圖 5 標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式下的波形圖
圖 6 峰值捕獲模式下的波形圖
圖 7 平均捕獲模式下的波形圖
圖 8 高分辨率捕獲模式下的波形圖
評(píng)論