“參數(shù)測量”是示波器分析波形的一大利器，工程師不用開啟光標就可以輕松得到各項參數(shù),。但也有工程師會有點不放心：示波器如何保證測量精度呢,？本文就帶你步步深入，了解示波器參數(shù)測量背后的算法,。
ZDS系列示波器提供了非常豐富的測量功能,，測量項目最多可達51種。工程師在使用時遇到的問題多是因為對細節(jié)及原理了解不夠,，下面就這些內容,，帶你一步一步深入挖掘，解開你的疑惑,。
一,、參數(shù)測量的使用方法
打開測量比較簡單，記住兩個要點：
1,、我要測量哪個通道？
2,、我要測什么,？
圖1 打開測量
小結：測量項目有51項之多，支持24項測量項目同屏幕顯示,。
二,、參數(shù)測量算法分析
示波器中測量的項目大體上可分為兩大類，一類與電壓相關,，如最大值,、最小值、頂部值,、底部值等,。另一類與時間相關，如頻率,、周期,、上升時間、下降時間,、占空比等,。頂部值、底部值是非常重要的兩個測量項,，是時間測量的基礎,。
與電壓相關的測量，相對比較簡單,，最大值(Vmax)與最小值(Vmin)可通過遍歷所有樣本點求出,。頂部值(Vtop)和底部值(Vbase)的求解,，需要先對所有樣本點進行直方圖映射，然后求出現(xiàn)概率最大的電壓值,。
頂部值(Vtop)：相對于波形上部的最大概率的電壓,，并且概率達到樣本點總數(shù)的5%以上。
底部值(Vbase)：相對于波形下部的最大概率的電壓,，并且概率達到樣本點總數(shù)的5%以上,。
圖2 電壓相關項的測量
與時間相關的測量項，需要使用頂部值(Vtop)和底部值(Vbase),，然后再通過Vtop與Vbase計算出高中低三根閾值線的位置,，最后求閾值線與波形的交點，可得到時間相關的測量結果,，如圖3所示,。高中低三根閾值線的位置可調節(jié)，默認值為90%,、50%,、10%。
圖3 時間相關項的測量
小結：有一些特殊的波形（如正弦波）會出現(xiàn)Vtop和Vbase求解失?。ǜ怕噬儆?%）,，此時會使用Vmax與Vmin作為新的頂部值與底部值，并且會在Vtop和Vbase的值后面,，追加?號顯示來表示異常,，如圖4所示。
圖4 頂部值,、底部值與最大值,，最小值相同
三、測量與統(tǒng)計算法分析
測量與統(tǒng)計的原理很簡單,。先要理解一個概念,，同一個測量項在同一次測量中可能會遇到多次，如周期,，一段波形可能有N個周期,。這樣就出現(xiàn)了新的問題，周期的測量結果對應波形的哪個周期,？為了解決這種不對應的問題,，并讓測量結果更具有意義，我們采用了統(tǒng)計學中的6種值來描述測量結果,，分別如下：
當前值(Current)：表示第一個測量值,，對應圖5中①的位置。
最大值(Max)：表示所有測量值中的最大值，對應圖5中②的位置,。
最小值(Min)：表示所有測量值中的最小值,，對應圖5中③的位置。
平均值(Avg)：表示所有測量值的累加平均值,，對應圖5中的三個位置的累加平均值,。
標準差(Stdev)：表示所有測量值的標準差，對應圖5中的三個位置的標準差,。
次數(shù)(Count)：表示測量值的個數(shù),，對應圖5中的三個位置。
圖5 測量統(tǒng)計功能周期
小結：測量統(tǒng)計功能默認是關閉,，可在菜單中打開,。統(tǒng)計關閉時，僅顯示當前值(Current),，統(tǒng)計打開時,，顯示6種統(tǒng)計結果。圖6中使用了正脈寬統(tǒng)計功能,，可求得最大的脈寬為3.0028us,，脈沖個數(shù)為42個。
圖6 統(tǒng)計功能可手動打開或關閉
四,、自定義測量范圍
使用測量時,，經常會遇到的一個問題是，捕獲下來的波形比較多,，但是我只想測量分析波形中的一部分。在ZDS3000/4000系列示波器中,，我們通過硬件加速,，提供了一種自定義測量范圍的方法，只需要簡單的兩個步驟即可完成,。
第一步：設置測量范圍為光標區(qū)域,；
第二步：調整光標位置，指定測量的范圍,。
圖7 自定義測量區(qū)域
測量功能很強大,，但也很復雜，實際應用時如果對結果不夠確定,，可以先排查測量結果是電壓類型還是時間類型,，電壓類型則重點檢查輸入通道設置是否正確，如探頭比,；時間類型則重點檢查高中低三閾值,、頂部值、底部值是否正確。
ZDS示波器的測量功能,，使用了全硬件加速處理,，能對全屏幕的所有原始（不抽樣）樣本點進行分析，同時執(zhí)行51項參數(shù)測量,，處理速度非?？欤蛭ㄒ灰豢罹邆?1種“真正意義”參數(shù)測量,、統(tǒng)計功能的示波器,。