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你的示波器只能抓到5%的波形?


  来源: ZLG致远仪器 时间:2021-11-16 编辑:清风
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波形刷新率,一个决定示波器死区时间,决定示波器捕获异常信号能力大小的参数。今天我们一起看下,示波器的采集原理、波形刷新率的作用及死区时间的计算。


采样时间、死区时间和捕获时间


数字示波器捕获信号的过程是典型的“采集-处理-采集-处理”,如图1所示为数字示波器的采集原理,一个捕获周期由采样时间和处理时间(死区时间)组成,如图2所示。


图1 示波器采集原理图


采样时间:是信号采样存储的过程。


处理时间:即死区时间,是示波器对采样存储回来的数字信号进行测量运算,显示等处理的过程。死区时间内示波器不进行采集。


图2 采样时间与死区时间


捕获时间=采样时间+死区时间,而捕获时间又等于波形刷新率的倒数。


波形刷新率即波形捕获率,指的是每秒捕获波形的次数,表示为波形每秒(wfms/s)。


死区时间的计算


死区时间的大小影响着遗漏信号的多少,也决定了捕获异常信号概率的大小,那么如何去计算示波器死区时间的大小呢?


本次以ZDS4054 Plus示波器为例,ZDS4054 Plus的波形刷新率为1Mwfm/s,将时基档位调制200ns/div,可以看到异常信号闪现在示波器的屏幕上。


如图3所示。


图3 ZDS4054 Plus示波器捕获异常信号


根据捕获到的波形进行死区时间的计算,在50ns/div的时基档位下以下为计算的过程:


图4 死区时间计算公式



死区时间对捕获信号的影响


上图4和表1为ZDS4054 Plus示波器与普通示波器的死区时间对比,在相同的时基档位下,ZDS4054 Plus有效采样时间为70%,普通示波器有效采样时间为12.6%,相当于在1s内ZDS4054 Plus采集700ms,而普通示波器仅仅采集了126ms,相差5倍以上,如图5所示。


图5 不同示波器死区时间对比


从图5可看出波形刷新率越高,死区时间就越短,捕获异常信号的概率就越高;波形刷新率越低,死区时间就越长,捕获异常信号的概率就越小。


波形刷新率与死区时间就像拍照的瞬间,如下图6所示,拍照的频率越高,中间间隔的时间就越短,能抓拍到一掠而过的飞机的机率就越高,动静结合的美好作品就能呈现在我们眼前。


图6 拍照频率对比图


数据采集过程和数据信号处理的过程属于串行关系,无法同时时进行运作,也就是采集过程无法实时的处理数据,所以若波形刷新率低,则在信号采集过程中可能导致漏掉关键的异常信号,给调试工程师一个错误的判断,无法将故障检测出来,大大延长调试时间,降低调试效率。死区时间是数字示波器与生俱来的缺陷,没有办法消除,但是可以尽量的减小。


那么如何减少死区时间呢?


关键词:示波器 波形 采样    浏览量:4235

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