示波器分段存儲功能設置與應用

ID:689795 · 發(fā)表于 2021-3-9 14:28

要了解示波器的分段存儲功能，我們先來看看這個功能解決了什么問題，存在的價值是什么。

首先我們要明確一點，數(shù)字示波器通過ADC模數(shù)轉換器將模擬信號轉換成了數(shù)字信號，只能努力去還原信號本來的樣子，要想達到100%還原是不可能的，那么這個還原就肯定會存在誤差，誤差小的時候我們能接受，有時候誤差大了可能信號基本的樣子都變了，那自然不是我們想要的結果。

示波器作為一個系統(tǒng)，影響其測量精度的因素有很多種，其中比較重要的因素就是示波器的帶寬和采樣率，而示波器的采樣率 = 存儲深度 ÷ 波形記錄時長，采樣率的上限和存儲深度是固定的，我們記錄波形的時長如果超過一定程度，由于存儲深度的限制，采樣率就必然相應的也要降低。采樣率下降就有可能導致信號失真。

比如下圖是一個I2C總線信號，圖左邊時基是20us，圖右邊時基是20s。可以看到圖左邊是正常的脈沖信號，此時的采樣率是1G Sa/s。圖右邊由于波形記錄時長增加，采樣率下降到了500K Sa/s。

我們將圖右邊的波形暫停后展開，可以看到由于采樣率不足，信號已經(jīng)嚴重失真了。

那么有沒有辦法來解決或者緩解這種情況呢？

我們將示波器的時基打到10ms，可以看到我們采集到的I2C總線信號有很大一部分時間采集的其實都是無用信息。我們真正需要看的信號只是整個周期的一小段。并且無用信息和有用信息之間的周期都是大致一致的。那么我們是不是可以讓示波器只記錄有用信息的那一段，無用信息的那段就不記錄，這樣不就可以節(jié)省大量的存儲深度，從而緩解甚至解決之前出現(xiàn)的那種問題了嗎？

而這個功能，其實就是我們今天要講的分段存儲。分段存儲其實就是讓示波器只記錄我們想要的片段，從而可以更高效地利用示波器的存儲深度且保證波形細節(jié)。在足夠的采樣率下捕獲多個波形事件，以便進行有效的分析。分段存儲還可以幫助測試者捕獲偶發(fā)信號和更優(yōu)化地保存和顯示所需的數(shù)據(jù)。

我們來看看如何設置分段存儲以記錄上圖中I2C總線信號的有用片段，以及如何用分段存儲來捕獲偶發(fā)信號和更優(yōu)化地保存所需的數(shù)據(jù)。

首先，我們調(diào)整示波器的時基，設置好觸發(fā)方式，使得有用信息部分占滿整個示波器屏幕，如下圖所示，可見此時的采樣率為1GSa/s

接著，我們打開示波器將記錄長度設為合適值，然后打開分段存儲設置，設置要存儲的段數(shù)，比如下圖設置成了86段，代表示波器會記錄86段上圖那樣的有用信息。點擊開啟分段存儲。

最后，點擊Run/Stop，示波器開始分段記錄每次的有用信息。采集完86段后示波器會停止采集，我們可以選擇查看每段信號以及展開查看每段信號的細節(jié)，如下圖展開觀察了第68段。

另外，分段存儲還可以用于捕獲異常信號。不同于單次觸發(fā)只能捕捉一次，分段存儲可以根據(jù)調(diào)節(jié)的存儲深度捕獲至多上萬次。比如我們要捕獲30個異常脈沖，首先我們把示波器的觸發(fā)模式改為正常，調(diào)節(jié)好觸發(fā)方式（類似單次觸發(fā)的操作），當異常信號沒有到來的時候示波器處于等待狀態(tài)，可以看到采集到的信號個數(shù)是0/30

當異常信號脈沖到來的時候，示波器會觸發(fā)成功并記錄一次波形，直到30個這樣的脈沖記錄完后示波器就會停止記錄。我們可以單獨查看這30個脈沖信號，也可以設置將第幾段到第幾段擬合，也就是將捕獲的信號算法重疊，便于快速找到記錄信號中的異常。

ID:887027 · 發(fā)表于 2021-3-10 13:38

分析信號有時候一個20塊的邏輯分析儀比示波器好用

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