“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(biāo)就可以輕松得到各項(xiàng)參數(shù),。但也有工程師會(huì)有點(diǎn)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(xiàng)目最多可達(dá)51種,。工程師在使用時(shí)遇到的問題多是因?yàn)閷?duì)細(xì)節(jié)及原理了解不夠，下面就這些內(nèi)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(gè)要點(diǎn)：

　　1、我要測量哪個(gè)通道,？

　　2,、我要測什么？

　圖1  打開測量

　　小結(jié)：測量項(xiàng)目有51項(xiàng)之多,，支持24項(xiàng)測量項(xiàng)目同屏幕顯示,。

　　二、參數(shù)測量算法分析

　　示波器中測量的項(xiàng)目大體上可分為兩大類,，一類與電壓相關(guān),，如最大值、最小值,、頂部值,、底部值等。另一類與時(shí)間相關(guān),，如頻率,、周期、上升時(shí)間,、下降時(shí)間,、占空比等。頂部值,、底部值是非常重要的兩個(gè)測量項(xiàng),，是時(shí)間測量的基礎(chǔ)。

　　與電壓相關(guān)的測量,，相對(duì)比較簡單,，最大值(Vmax)與最小值(Vmin)可通過遍歷所有樣本點(diǎn)求出。頂部值(Vtop)和底部值(Vbase)的求解,，需要先對(duì)所有樣本點(diǎn)進(jìn)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(duì)于波形上部的最大概率的電壓,，并且概率達(dá)到樣本點(diǎn)總數(shù)的5%以上,。

　　底部值(Vbase)：相對(duì)于波形下部的最大概率的電壓，并且概率達(dá)到樣本點(diǎn)總數(shù)的5%以上,。

　　圖2  電壓相關(guān)項(xiàng)的測量

　　與時(shí)間相關(guān)的測量項(xiàng),，需要使用頂部值(Vtop)和底部值(Vbase)，然后再通過Vtop與Vbase計(jì)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(diǎn),，可得到時(shí)間相關(guān)的測量結(jié)果，如圖3所示,。高中低三根閾值線的位置可調(diào)節(jié),，默認(rèn)值為90%、50%,、10%,。

　　圖3  時(shí)間相關(guān)項(xiàng)的測量

　　小結(jié)：有一些特殊的波形（如正弦波）會(huì)出現(xiàn)Vtop和Vbase求解失敗（概率少于5%）,，此時(shí)會(huì)使用Vmax與Vmin作為新的頂部值與底部值,，并且會(huì)在Vtop和Vbase的值后面，追加?號(hào)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(jì)算法分析

　　測量與統(tǒng)計(jì)的原理很簡單。先要理解一個(gè)概念,，同一個(gè)測量項(xiàng)在同一次測量中可能會(huì)遇到多次,，如周期，一段波形可能有N個(gè)周期,。這樣就出現(xiàn)了新的問題,，周期的測量結(jié)果對(duì)應(yīng)波形的哪個(gè)周期？為了解決這種不對(duì)應(yīng)的問題,，并讓測量結(jié)果更具有意義,，我們采用了統(tǒng)計(jì)學(xué)中的6種值來描述測量結(jié)果，分別如下：

　　當(dāng)前值(Current)：表示第一個(gè)測量值,，對(duì)應(yīng)圖5中①的位置,。

　　最大值(Max)：表示所有測量值中的最大值，對(duì)應(yīng)圖5中②的位置,。

　　最小值(Min)：表示所有測量值中的最小值,，對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)圖5中的三個(gè)位置的累加平均值,。

　　標(biāo)準(zhǔn)差(Stdev)：表示所有測量值的標(biāo)準(zhǔn)差,，對(duì)應(yīng)圖5中的三個(gè)位置的標(biāo)準(zhǔn)差。

　　次數(shù)(Count)：表示測量值的個(gè)數(shù),，對(duì)應(yīng)圖5中的三個(gè)位置,。

　　圖5  測量統(tǒng)計(jì)功能周期

　　小結(jié)：測量統(tǒng)計(jì)功能默認(rèn)是關(guān)閉，可在菜單中打開,。統(tǒng)計(jì)關(guān)閉時(shí),，僅顯示當(dāng)前值(Current)，統(tǒng)計(jì)打開時(shí),，顯示6種統(tǒng)計(jì)結(jié)果,。圖6中使用了正脈寬統(tǒng)計(jì)功能，可求得最大的脈寬為3.0028us,，脈沖個(gè)數(shù)為42個(gè),。

　　圖6  統(tǒng)計(jì)功能可手動(dòng)打開或關(guān)閉

　　四、自定義測量范圍

　　使用測量時(shí),，經(jīng)常會(huì)遇到的一個(gè)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(gè)步驟即可完成,。

　　第一步：設(shè)置測量范圍為光標(biāo)區(qū)域；

　　第二步：調(diào)整光標(biāo)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(qiáng)大，但也很復(fù)雜,，實(shí)際應(yīng)用時(shí)如果對(duì)結(jié)果不夠確定,，可以先排查測量結(jié)果是電壓類型還是時(shí)間類型，電壓類型則重點(diǎn)檢查輸入通道設(shè)置是否正確,，如探頭比,；時(shí)間類型則重點(diǎn)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(duì)全屏幕的所有原始（不抽樣）樣本點(diǎn)進(jìn)行分析,，同時(shí)執(zhí)行51項(xiàng)參數(shù)測量，處理速度非?？?，全球唯一一款具備51種“真正意義”參數(shù)測量,、統(tǒng)計(jì)功能的示波器。