異常信號的捕獲與分析

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

　　一、找出異常信號

　　Step1：觀察異常

　　如何知道是否存在異常信號?

　　耳聽為虛，眼見為實，ZDS2000系列示波器提供了一種最簡單、有效的方式——無限余輝，可以讓捕獲到的信號一直停留在顯示上，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，讓所有的異常信號無處可逃。

　　圖1 異常信號的影子

　　一般來說，異常信號概率較低，不同于正常信號，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，但可惜的是，雖然看到了異常，但卻還不能查看其細節(jié)及做進一步分析，因為還欠缺將異常數(shù)據(jù)保存下來。

　　Step2：條件捕獲

　　通過Step1，可以大概了解到異常信號的特性，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。ZDS2000系列示波器免費標(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：手動捕獲

　　很多時候，異常是沒有任何規(guī)律的，面對它，即使再強大的觸發(fā)也會感到無力?！笆謩硬东@”可捕獲大量的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存，將異常信號收入囊中。具體做法：

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

　　二、精確定位異常

　　捕獲到異常信號就完事了么?不，那僅僅是作為對其進行分析的基礎(chǔ)，接下來我們需要進一步了解異常信號的細節(jié)、特性，最后從本質(zhì)上分析異常信號產(chǎn)生的原因，這才是我們真正需要做的事情。

　　1、測量

　　僅僅通過波形的直觀表現(xiàn)來分析異常信號遠遠不夠，只有將波形各項指標(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)測量，會把屏幕上捕獲的所有波形進行統(tǒng)計分析，得出每一項的當(dāng)前值、最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、統(tǒng)計次數(shù)，用戶通過觀察最大值和最小值可快速了解波形中可能存在的異常，通過觀察平均值、標(biāo)準(zhǔn)差可快速評估信號特性。

　　圖 4參數(shù)測量查找異常信號

　　2、搜索

　　在調(diào)試異常信號時，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?為了弄清楚這些問題，一般需要長時間記錄波形，然后基于這樣一個龐大的數(shù)據(jù)庫去定位和分析異常。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，并自動做出標(biāo)記，用戶通過觀察標(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，通過ZDS2000系列示波器標(biāo)配的4M點“FFT運算”，從時域范圍轉(zhuǎn)換到頻域范圍進行分析。在1GHz的采樣率下，FFT的分辨率能精確到250Hz，用戶通過分析各個頻率的功率、有效值、相位等特性，可快速準(zhǔn)確地分析異常信號以及異常信號的來源。

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