異常信號(hào)的捕獲與分析

　　摘要：異常信號(hào)隱蔽性高，分析難度大，使得無(wú)數(shù)工程師都敗倒在她的石榴裙下，但因其在信號(hào)的分析與調(diào)試過(guò)程中影響很大，工程師們不得不屢敗屢戰(zhàn)，一路坎坷前行。本文將結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析，分享了一種新穎而實(shí)用的異常信號(hào)捕獲方法，也許會(huì)讓你耳目一新。

　　一、找出異常信號(hào)

　　Step1：觀察異常

　　如何知道是否存在異常信號(hào)?

　　耳聽(tīng)為虛，眼見(jiàn)為實(shí)，ZDS2000系列示波器提供了一種最簡(jiǎn)單、有效的方式——無(wú)限余輝，可以讓捕獲到的信號(hào)一直停留在顯示上，再配上ZDS2000系列示波器特有的330K“波形刷新率”，在高波形刷新率的條件下，讓所有的異常信號(hào)無(wú)處可逃。

　　圖1 異常信號(hào)的影子

　　一般來(lái)說(shuō)，異常信號(hào)概率較低，不同于正常信號(hào)，所以圖1中淺灰波形(低概率)很有可能就是我們要找的異常信號(hào)，但可惜的是，雖然看到了異常，但卻還不能查看其細(xì)節(jié)及做進(jìn)一步分析，因?yàn)檫€欠缺將異常數(shù)據(jù)保存下來(lái)。

　　Step2：條件捕獲

　　通過(guò)Step1，可以大概了解到異常信號(hào)的特性，將其特有的條件視為觸發(fā)條件，利用觸發(fā)可快速的捕獲異常信號(hào)。ZDS2000系列示波器免費(fèi)標(biāo)配了多種“觸發(fā)類型”，其中包括11種基礎(chǔ)觸發(fā)，21種協(xié)議觸發(fā)。另外，用戶還可根據(jù)波形的形狀特性，使用“模板觸發(fā)”，讓觸發(fā)更加隨心所欲。

　　圖2 使用脈寬特征觸發(fā)捕獲異常

　　圖3 使用模板觸碰捕獲異常

　　Step3：手動(dòng)捕獲

　　很多時(shí)候，異常是沒(méi)有任何規(guī)律的，面對(duì)它，即使再?gòu)?qiáng)大的觸發(fā)也會(huì)感到無(wú)力?！笆謩?dòng)捕獲”可捕獲大量的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存，將異常信號(hào)收入囊中。具體做法：

　　將一段時(shí)間內(nèi)的波形全部保存下來(lái)，如果有發(fā)生異常，那它將會(huì)在保存的數(shù)據(jù)中，ZDS2000系列示波器標(biāo)配了最大250Mpt存儲(chǔ)深度，可在1MHz的采樣率下，保存250秒的數(shù)據(jù)。

　　二、精確定位異常

　　捕獲到異常信號(hào)就完事了么?不，那僅僅是作為對(duì)其進(jìn)行分析的基礎(chǔ)，接下來(lái)我們需要進(jìn)一步了解異常信號(hào)的細(xì)節(jié)、特性，最后從本質(zhì)上分析異常信號(hào)產(chǎn)生的原因，這才是我們真正需要做的事情。

　　1、測(cè)量

　　僅僅通過(guò)波形的直觀表現(xiàn)來(lái)分析異常信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有將波形各項(xiàng)指標(biāo)精確量化，才能看透波形異常的本質(zhì)。ZDS2000系列示波器標(biāo)配的51種“真正意義”的參數(shù)測(cè)量，會(huì)把屏幕上捕獲的所有波形進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出每一項(xiàng)的當(dāng)前值、最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、統(tǒng)計(jì)次數(shù)，用戶通過(guò)觀察最大值和最小值可快速了解波形中可能存在的異常，通過(guò)觀察平均值、標(biāo)準(zhǔn)差可快速評(píng)估信號(hào)特性。

　　圖 4參數(shù)測(cè)量查找異常信號(hào)

　　2、搜索

　　在調(diào)試異常信號(hào)時(shí)，我們通常需要明確，異常出現(xiàn)的頻率是多少，是不是周期性出現(xiàn)的呢?為了弄清楚這些問(wèn)題，一般需要長(zhǎng)時(shí)間記錄波形，然后基于這樣一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)去定位和分析異常。ZDS2000系列示波器標(biāo)配的“搜索功能”，可以在海量的數(shù)據(jù)中快速定位出感興趣的信號(hào)，并自動(dòng)做出標(biāo)記，用戶通過(guò)觀察標(biāo)記可快速了解異常的位置、頻率、周期等特性。

　　圖5 搜索異常大脈沖

　　圖6 搜索異常小脈沖

　　3、FFT

　　異常通常伴隨著干擾信號(hào)，通過(guò)ZDS2000系列示波器標(biāo)配的4M點(diǎn)“FFT運(yùn)算”，從時(shí)域范圍轉(zhuǎn)換到頻域范圍進(jìn)行分析。在1GHz的采樣率下，FFT的分辨率能精確到250Hz，用戶通過(guò)分析各個(gè)頻率的功率、有效值、相位等特性，可快速準(zhǔn)確地分析異常信號(hào)以及異常信號(hào)的來(lái)源。

　　ZDS2000示波器提供了觸發(fā)、測(cè)量、搜索、FFT等多種強(qiáng)大功能，但異常信號(hào)的不確定性非常大，實(shí)際應(yīng)用中，還是應(yīng)視具體情況，靈活組合運(yùn)用，才能最大程度的提高工作效率。