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你的示波器只能抓到5%的波形

2016-09-08
來源:ZLG致遠(yuǎn)電子

  很多客戶在選擇示波器的時(shí)候除了關(guān)注帶寬,、采樣率和存儲深度外,,更關(guān)心的就是示波器的死區(qū)時(shí)間,死區(qū)時(shí)間的長短直接決定了捕獲異常信號的能力大小,。示波器的死區(qū)時(shí)間具體是多少,,怎么去計(jì)算呢,答案即將揭曉,。

  1,、采樣時(shí)間、死區(qū)時(shí)間和捕獲時(shí)間

  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”過程,,如圖1所示為數(shù)字示波器的采集原理,,一個(gè)捕獲周期由采樣時(shí)間和(處理時(shí)間)死區(qū)時(shí)間組成,如圖2所示,。

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  圖1 示波器采集原理圖

  采樣時(shí)間:是信號采樣存儲的過程,。

  死區(qū)時(shí)間(處理時(shí)間):是示波器對采樣存儲回來的數(shù)字信號進(jìn)行測量運(yùn)算,顯示等處理的過程,,死區(qū)時(shí)間內(nèi)示波器不進(jìn)行采集,。

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  圖2 采樣時(shí)間與死區(qū)時(shí)間

  所以捕獲時(shí)間=采樣時(shí)間+死區(qū)時(shí)間,而捕獲時(shí)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),。

  2、死區(qū)時(shí)間的計(jì)算

  死區(qū)時(shí)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(jì)算示波器死區(qū)時(shí)間的大小呢?本次以ZDS2024 Plus示波器為例,,ZDS2024 Plus的波形刷新率為330Kwfm/s,,將時(shí)基檔位調(diào)制50ns/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,。

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  圖3 ZDS2024 Plus示波器捕獲異常信號

  根據(jù)捕獲到的波形進(jìn)行死區(qū)時(shí)間的計(jì)算,在50ns/div的時(shí)基檔位下以下為計(jì)算的過程:

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  圖4 死區(qū)時(shí)間計(jì)算公式

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  3,、死區(qū)時(shí)間對捕獲信號的影響

  上圖4和表1為ZDS2024 Plus示波器與普通示波器的死區(qū)時(shí)間對比,,在相同的時(shí)基檔位下,ZDS2024 Plus有效采樣時(shí)間為23.1%,,普通示波器有效采樣時(shí)間為0.2%,,相當(dāng)于在1s內(nèi)ZDS2024 Plus采集231ms,,而普通示波器僅僅采集了20ms,相差20倍以上,,如圖5所示,。

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  圖5 不同示波器死區(qū)時(shí)間對比

  從圖5可看出波形刷新率越高,死區(qū)時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間就越短,能抓拍到一掠而過的飛機(jī)的機(jī)率就越高,,動(dòng)靜結(jié)合的美好作品就能呈現(xiàn)在我們眼前,。

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  圖6拍照頻率對比圖

  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(guān)系,無法同時(shí)時(shí)進(jìn)行運(yùn)作,,也就是采集過程無法實(shí)時(shí)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(dǎo)致漏掉關(guān)鍵的異常信號,,給調(diào)試工程師一個(gè)錯(cuò)誤的判斷,,無法將故障檢測出來,大大延長調(diào)試時(shí)間,,降低調(diào)試效率,。死區(qū)時(shí)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,。

  那么如何減少死區(qū)時(shí)間呢?

  死區(qū)時(shí)間與波形刷新率息息有關(guān),,要減少死區(qū)時(shí)間,,必須增大波形刷新率,ZDS2024 Plus示波器具有330Kwfm/s的波形刷新率,,讓異常信號一覽無余,,ZDS4054 Plus示波器具有1Mwfm/s的波形刷新率,可以更快更可靠的查找故障,,縮短故障排查所需要的時(shí)間,。


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