你的示波器只能抓到5%的波形?
數(shù)字示波器捕獲信號的過程是典型的“采集-處理-采集-處理”,如圖1所示為數(shù)字示波器的采集原理,一個捕獲周期由采樣時間和處理時間(死區(qū)時間)組成,如圖2所示。
采樣時間:是信號采樣存儲的過程。
捕獲時間=采樣時間+死區(qū)時間,而捕獲時間又等于波形刷新率的倒數(shù)。
波形刷新率即波形捕獲率,指的是每秒捕獲波形的次數(shù),表示為波形每秒(wfms/s)。
死區(qū)時間的大小影響著遺漏信號的多少,也決定了捕獲異常信號概率的大小,那么如何去計算示波器死區(qū)時間的大小呢?
本次以ZDS4054 Plus示波器為例,ZDS4054 Plus的波形刷新率為1Mwfm/s,將時基檔位調(diào)制200ns/div,可以看到異常信號閃現(xiàn)在示波器的屏幕上。
如圖3所示。
根據(jù)捕獲到的波形進行死區(qū)時間的計算,在50ns/div的時基檔位下以下為計算的過程:
上圖4和表1為ZDS4054 Plus示波器與普通示波器的死區(qū)時間對比,在相同的時基檔位下,ZDS4054 Plus有效采樣時間為70%,普通示波器有效采樣時間為12.6%,相當于在1s內(nèi)ZDS4054 Plus采集700ms,而普通示波器僅僅采集了126ms,相差5倍以上,如圖5所示。
從圖5可看出波形刷新率越高,死區(qū)時間就越短,捕獲異常信號的概率就越高;波形刷新率越低,死區(qū)時間就越長,捕獲異常信號的概率就越小。
波形刷新率與死區(qū)時間就像拍照的瞬間,如下圖6所示,拍照的頻率越高,中間間隔的時間就越短,能抓拍到一掠而過的飛機的機率就越高,動靜結合的美好作品就能呈現(xiàn)在我們眼前。
數(shù)據(jù)采集過程和數(shù)據(jù)信號處理的過程屬于串行關系,無法同時時進行運作,也就是采集過程無法實時的處理數(shù)據(jù),所以若波形刷新率低,則在信號采集過程中可能導致漏掉關鍵的異常信號,給調(diào)試工程師一個錯誤的判斷,無法將故障檢測出來,大大延長調(diào)試時間,降低調(diào)試效率。死區(qū)時間是數(shù)字示波器與生俱來的缺陷,沒有辦法消除,但是可以盡量的減小。
死區(qū)時間與波形刷新率息息有關,要減少死區(qū)時間,必須增大波形刷新率,ZDS4054 Plus示波器具有1Mwfm/s的波形刷新率,讓異常信號一覽無余,可以更快更可靠的查找故障,縮短故障排查所需要的時間。