如果一段信號(hào)每隔8小時(shí)中故障若干次,，但故障的位置和次數(shù)全都隨機(jī),。你覺(jué)得，這種信號(hào)要怎么抓,？
針對(duì)空閑時(shí)間較長(zhǎng)的脈沖信號(hào)、高頻的串行總線信號(hào),、小概率的猝發(fā)或毛刺信號(hào),，如何做到既可以長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)控，又可高采樣率捕獲呢,？本文結(jié)合測(cè)試時(shí)長(zhǎng)8小時(shí)振動(dòng)試驗(yàn),，捕獲小概率失效區(qū)信號(hào)的案例，對(duì)示波器分段存儲(chǔ)的應(yīng)用進(jìn)行探討,。
一,、8小時(shí)振蕩檢測(cè)試驗(yàn)
以振動(dòng)試驗(yàn)的連接器測(cè)試為例，整個(gè)過(guò)程中,，監(jiān)測(cè)連接器可能出現(xiàn)次失效區(qū)的次數(shù),，進(jìn)而檢測(cè)產(chǎn)品是否合格。
測(cè)試需求：
整個(gè)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)8個(gè)小時(shí),，在整個(gè)過(guò)程中連接器可能會(huì)出現(xiàn)0~幾十次失效區(qū),，時(shí)長(zhǎng)是300ns以上，幅值大小不確定（正常情況下電平為1V）,。
測(cè)試難點(diǎn)：
1,、震動(dòng)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)8小時(shí)，示波器基于大時(shí)基錄波難以實(shí)現(xiàn),，并且采樣率也不夠,；
2、振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室噪聲干擾較大,，失效時(shí)的尖峰波形和雜波混雜在一起,，不易測(cè)試失效區(qū)信號(hào),。
圖1 測(cè)試波形
針對(duì)上述測(cè)試難題，示波器的分段存儲(chǔ)功能提供了良好的解決方案,。
首先,，根據(jù)異常信號(hào)的特征，設(shè)置好示波器捕獲觸發(fā)條件（包括觸發(fā)電平,、觸發(fā)方式,、時(shí)基、分段存儲(chǔ),，分段段數(shù)等）,，進(jìn)行8個(gè)小時(shí)的振動(dòng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，捕獲異常情況如下圖：
圖2異常捕獲
圖3分段存儲(chǔ)
如上圖3所示,，在長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)的測(cè)試周期中,，共捕獲了106段異常波形，上圖為第9段和第13段的失效區(qū)異常情況及信號(hào)特征,，當(dāng)前采樣率仍為4GSa/s,。
也就是說(shuō)，分段存儲(chǔ)可以解決你守著示波器的問(wèn)題,！
二,、什么是分段存儲(chǔ)
分段存儲(chǔ)在采集過(guò)程中進(jìn)行多次觸發(fā)，對(duì)每次觸發(fā)采樣得到的數(shù)據(jù)存放到將存儲(chǔ)空間分成的一段一段小的存儲(chǔ)中,。示波器觸發(fā)一次填充一個(gè)段,，段與段之間的空閑信號(hào)或信號(hào)不感興趣的部分沒(méi)有被采集和存儲(chǔ)。
原理如下圖所示：總的存儲(chǔ)深度分為n段,，第1段用于顯示,，第2段開(kāi)始存儲(chǔ)，也就是當(dāng)發(fā)生第一次觸發(fā)時(shí)采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到第2段存儲(chǔ)空間中,，當(dāng)?shù)?段存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)滿之后,，結(jié)束第一次觸發(fā)，等待第二次觸發(fā)的到來(lái),，觸發(fā)后把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到第3段存儲(chǔ)空間中,，以此類推。
圖4分段存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)圖
如果示波器總的存儲(chǔ)深度為512Mpts,，段數(shù)分配計(jì)算公式如下：
N=512*1024*1024/【當(dāng)前存儲(chǔ)容量向2^n次冪取整】-1,。
三、分段存儲(chǔ)如何設(shè)置,？
如果示波器最大存儲(chǔ)為512Mpts,，在保持4GSa/s采樣率的情況下，支持分段存儲(chǔ)范圍：1~524287段。
點(diǎn)擊【Seg】,，通過(guò)調(diào)節(jié)時(shí)基檔位,，在560Kpts存儲(chǔ)深度的狀態(tài)下,，將分成255段進(jìn)行存儲(chǔ)和采集，如下圖5：
圖5 分段存儲(chǔ)設(shè)置
設(shè)置觸發(fā)方式為【普通】，將觸發(fā)電平調(diào)到合適的位置,，等待小概率異常信號(hào)到來(lái),。
圖6 觸發(fā)方式設(shè)置
通過(guò)手指觸碰探頭,，可模擬小概率異常信號(hào)的發(fā)生,，等分段存儲(chǔ)完成，點(diǎn)擊【Stop】,，點(diǎn)擊【當(dāng)前段】可通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋鈕A/B查看所有分段存儲(chǔ)情況,，如圖為第45段存儲(chǔ)的波形。
圖7 分段存儲(chǔ)結(jié)果
四,、分段存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)合
1,、低占空比脈沖或猝發(fā)信號(hào)——信號(hào)與信號(hào)之間有較長(zhǎng)的空閑時(shí)間，很多情況下,，即使有較大的存儲(chǔ),，通過(guò)降低采樣率的方式也很難達(dá)到想要的采集時(shí)長(zhǎng)，而分段存儲(chǔ)可以很好的完成,。
圖8低占空比脈沖信號(hào)
2,、串行總線分析——串行總線以數(shù)據(jù)包的方式進(jìn)行傳輸，包與包之間空閑時(shí)間會(huì)占用示波器寶貴的存儲(chǔ)資源,，采用分段存儲(chǔ)，示波器可以只采集數(shù)據(jù)包,，空閑時(shí)間不采樣,。在保持較高采樣率下，還可以采集較多的數(shù)椐包,，方便解碼分析,。
圖9總線分析
分段存儲(chǔ)功能主要解決了小概率異常信號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)控，同時(shí)又保持高采樣率的問(wèn)題,。對(duì)于有限的存儲(chǔ)而言,，若想采樣更長(zhǎng)時(shí)間的波形，只能降低采樣率,，即使降低采樣率,，也不能滿足采樣時(shí)間長(zhǎng)度的要求，而通過(guò)分段存儲(chǔ),，將存儲(chǔ)分成若干段,，對(duì)段與段之間的空閑信號(hào)不觸發(fā)采樣，進(jìn)而保持高采樣率,，也就是不丟失信號(hào)細(xì)節(jié)信息的同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間采集感興趣的信號(hào),。