《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術(shù) > 新品快遞 > 示波器波形捕獲模式的特點及應(yīng)用場合

示波器波形捕獲模式的特點及應(yīng)用場合

2018-10-18

  日常我們使用示波器捕獲模式,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?各自對采樣點的處理方式你了解多少呢?每一種模式適用于哪種波形呢?本文將對比分析這些模式的特點,會讓你有不一樣的發(fā)現(xiàn)。

0.jpg

  其實在測量波形時,對一些具有某種特征的信號的測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及其合適的應(yīng)用場合。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。

  簡單地說,示波器的捕獲模式用于控制如何從采樣點中獲取波形點。現(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,并對樣值進行存儲,存儲限度是判斷累計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)的信號波形也會有一定的差別。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,如果您對示波器捕獲波形的方式?jīng)]有特殊要求時,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。

  l原理:按相等時間間隔對信號采樣以重建波形,具體原理圖如圖 1所示。

  l適用場景:對波形捕獲模式無特殊要求時使用。

1.jpg

  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。

  l原理:采集到采樣間隔信號的最大值和最小值,具體原理圖如圖 2所示。

  l適用場景:捕獲可能丟失的窄脈沖和高頻率的毛刺。

  l注意事項:雖然該模式可避免信號混淆,但顯示的噪聲較大。

2.jpg

  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。

  l原理:示波器會對采集的N段波形,將它們按照觸發(fā)位置對齊,對N段波形進行平均運算,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。

  l適用場景:希望減少波形中的隨機噪聲并提高垂直分辨率時使用。

  l注意事項:(1)滾動視圖模式下不支持平均捕獲模式。

 ?。?)平均次數(shù)越高,噪聲越小,但波形顯示對波形變化的相應(yīng)也越慢。

3.jpg

  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),對采樣波形的鄰近點平均,減小輸入信號上的隨機噪聲并在屏幕上產(chǎn)生更平滑的波形。

  l原理:對一段波形中的每N個點求平均,把原來的N個采樣點替換成一個平均點來顯示。具體原理圖如所示。

  l適用場景:通常用于數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣率高于采集存儲器的存速率的情形,即可提供較較高分辨率、較低帶寬的波形。

  l注意事項:“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“點平均”。

4.jpg

  圖 4  高分辨率捕獲模式原理圖

  對這4種捕獲模式的捕獲機制與應(yīng)用特點了解之后,我們來看下它們對同一個輸入信號的顯示情況。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,很明顯在對比之下,標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式下(如圖 5所示),信號噪聲適中,峰值捕獲模式下(如圖 6所示),信號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噪聲。

  了解了同一輸入信號在不同捕獲模式下的不同顯示效果之后,再來對這四種捕獲模式做個異同總結(jié):對波形捕獲模式無特殊要求時,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,選擇高分辨率捕獲模式。

5.png

  圖 5  標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式下的波形圖

6.png

  圖 6  峰值捕獲模式下的波形圖

7.png

  圖 7  平均捕獲模式下的波形圖

8.png

  圖 8  高分辨率捕獲模式下的波形圖


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。