示波器波形捕获模式的特点及应用场合

发布时间:2021-12-21 阅读量:1391 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

日常我们使用示波器的捕获模式,一般都只用默认的标准捕获模式。但捕获模式有哪些?各自对采样点的处理方式你了解多少呢?每一种模式适用于哪种波形呢?

 

示波器波形捕获模式的特点及应用场合


其实在测量波形时,对一些具有某种特征的信号的测量是需要选择合适的捕获模式的,这里以ZDS4054 Plus示波器为例,分享示波器几种捕获模式的原理和特点及其合适的应用场合。在示波器前面板上按下【Acquire】键,在捕获模式菜单中可以看到其中共包含4种捕获模式:标准、峰值、平均和高分辨率。


简单地说,示波器的捕获模式用于控制如何从采样点中获取波形点。现在我们使用的数字示波器捕获的是波形的一系列样值,并对样值进行存储,存储限度是判断累计的样值能否绘出波形为止,随后数字示波器重构波形。而由于处理方式的不同,重构的信号波形也会有一定的差别。下面将介绍这四种捕获模式重构波形的异同。


一、标准捕获模式


对大多数波形来说,使用标准模式可以产生最佳的显示效果。在一般情况下,如果您对示波器捕获波形的方式没有特殊要求时,捕获模式可以选择为ZDS 4054 Plus示波器默认的捕获模式:标准捕获模式。


l原理:按相等时间间隔对信号采样以重建波形,具体原理图如图 1所示。

l适用场景:对波形捕获模式无特殊要求时使用。


示波器波形捕获模式的特点及应用场合

图 1标准捕获模式原理图


二、峰值捕获模式


在该模式下,示波器至少能显示出来与采样周期一样宽的所有脉冲。

l原理:采集到采样间隔信号的最大值和最小值,具体原理图如图 2所示。

l适用场景:捕获可能丢失的窄脉冲和高频率的毛刺。

l注意事项:虽然该模式可避免信号混淆,但显示的噪声较大。


示波器波形捕获模式的特点及应用场合

图 2峰值捕获模式原理图


三、平均捕获模式


在该模式下,可先设置一个平均次数N,具体设置方法为:在示波器前面板上按下【Acquire】键,按下【平均次数】菜单软键,通过调节A/B旋钮设置平均次数的数值。


l原理:示波器会对采集的N段波形,将它们按照触发位置对齐,对N段波形进行平均运算,最终得到一段平均后的波形。具体原理图如图 3所示。在ZDS4054 Plus示波器中平均数可设置的范围是2~65536,系统默认设为64次。


l适用场景:希望减少波形中的随机噪声并提高垂直分辨率时使用。

l注意事项:(1)滚动视图模式下不支持平均捕获模式。


(2)平均次数越高,噪声越小,但波形显示对波形变化的相应也越慢。


示波器波形捕获模式的特点及应用场合

图 3平均捕获模式原理图


四、高分辨率捕获模式


在该模式下,该模式采用一种超取样技术,对采样波形的邻近点平均,减小输入信号上的随机噪声并在屏幕上产生更平滑的波形。


l原理:对一段波形中的每N个点求平均,把原来的N个采样点替换成一个平均点来显示。具体原理图如所示。


l适用场景:通常用于数字转换器的采样率高于采集存储器的存速率的情形,即可提供较较高分辨率、较低带宽的波形。


l注意事项:“平均”和“高分辨率”模式使用的平均方式不一样,前者为“波形平均”,后者为“点平均”。


示波器波形捕获模式的特点及应用场合

图 4高分辨率捕获模式原理图


对这4种捕获模式的捕获机制与应用特点了解之后,我们来看下它们对同一个输入信号的显示情况。将捕获模式依次设置为标准、峰值、平均和高分辨率模式,很明显在对比之下,标准捕获模式下,信号噪声适中,峰值捕获模式下,信号的噪声显示比较明显,而平均(和高分辨率捕获模式下显示的波形几乎没有随机噪声。



推荐阅读:

使用低压驱动器来提高RF功率放大器的效率

使用HFA3787设计零中频接收机的设计方案

使用AI方面的知识来改进人类智能

人工神经网络借鉴了大脑吗?如何激励自行学习?

连接器模块测试简述

220x90
相关资讯
晶振启动时间影响因素解析与优化方向

​晶振的启动时间,通常是指其通电后进入稳定振荡状态所需的时间。若启动时间过长,可从以下五个常见的影响因素方面进行优化。

解析RTC实时时钟芯片的工作原理

RTC(Real-Time Clock,实时时钟)芯片作为一种独立的专用计时器件,其核心功能包括提供稳定的日历时钟、在主电源断电后持续运行、支持定时中断以及输出高精度时间戳,为各类嵌入式系统提供可靠的时间基准。

无源晶振与有源晶振在MCU应用中的关联逻辑与选型指南

时钟系统是保障微控制器(MCU)稳定运行的核心,而晶振作为关键时钟源,主要分为无源晶振与有源晶振两种类型。下面将围绕工作原理、硬件接口、电气特性及其在MCU中的适配场景等维度,系统解析这两类晶振与MCU之间的关联逻辑。

VC-OCXO压控恒温晶振管脚功能定义解析

恒温晶振(Oven Controlled Crystal Oscillator,简称OCXO)是高精度频率源的核心组件,选用切型更优(如SC切、AT切高精度型)、封装应力极小的高Q值晶片,通过恒温槽的超精密控温,让晶振始终工作在零温度系数点,几乎消除温度引发的频率漂移。

晶振倍频干扰解决方案:从PCB布局优化到源头抑制与电路整改

晶振倍频干扰(即高次谐波辐射)是电磁兼容(EMC)设计中非常棘手的问题,通常表现为基频25MHz的5次、7次谐波(如125MHz、175MHz等)处辐射超标。该问题源于晶振输出方波信号包含丰富的高次谐波成分,若PCB布局不当,晶振及其走线极易构成高效辐射天线,导致电磁干扰增强。