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這幾個因素會直接影響示波器的測試結果
來源: | 作者:泰勤科技 | 發(fā)布時間: 2022-02-08 | 2893 次瀏覽 | 分享到:
數字示波器相比模擬示波器的優(yōu)勢,具有采樣、數字化和存儲波形,助你測量、分析和存檔信號,波形回放等功能。但是數字示波器采樣過程中也會帶來很多問題。

主要影響測試結果的因素有這幾個混疊、同步采樣和插值器錯誤,除非你很清楚這些問題不然就是一個棘手的事情。很多廠商不會花費太多的時間用來討論這些不利負面的通病會忽略掉這幾個因素,因此我們要了解這些問題并且學會應對處理。下面就讓我們泰勤科技來與你分享交流看看如何的應對處理出現的問題。


右邊從上往下數第二個波形是使用了Sin(x)/x插值器的相同輸入信號的放大圖。從波形可以看出,交替周期有不同的峰峰幅度。這種插值器很麻煩,因為每個周期的樣本數很少。示波器提供用戶可配置的插值函數作為其數學函數的一部分。圖中的對話框顯示了對曲線C1操作的這個插值函數的設置,曲線C1是用線性插值采集的。插值函數的輸出顯示在右邊從上往下數第三格。再下面是這條曲線的放大圖。注意“更強大的”插值器函數消除了上述問題。通過提高采樣率并在采集的波形上得到足夠的樣本數來填充整個波形也可以改善顯示效果。正如我們在前面見過的那樣, 對于每格的給定時間,可以通過增加采集內存的容量來提高采樣率。再次重申一下,這種“調制”效應不是錯誤。所有示波器的測量函數都會反映正確的幅度, 因為就像存留顯示信息一樣它們基于的是統(tǒng)計方法。不過這仍然很容易造成人們困惑。


吉布斯耳朵:如何學會不去相信插值器


Sin(x)/x插值法非常適合正弦波。遺憾的是,我們遇到的許多信號事實上是數字信號,看起來像是矩形脈沖。如果信號具有“快速變化的”邊沿,邊沿上幾乎沒有樣本,那么Sin(x)/x插值器就可能造成問題,如圖5所示,該圖把示波器的插值器響應比作是具有快速邊沿的矩形脈沖。上面的軌跡曲線是線性插值器的響應,下面是同一信號在水平方向的放大圖。從上往下數第三個軌跡線是Sin(x)/x插值器的響應,下方是放大了的信號。

圖5:將線性插值器和Sin(x)/x插值器的響應比作矩形脈沖上的快速邊沿揭示了測量具有快速邊沿的信號時存在的問題。


線性插值器將樣本和一條直線連接在一起。即使邊沿只有一個樣本,波形上也沒有明顯的前沖或過沖跡象。Sin(x)/x插值器無法在邊沿安插樣本以改善有明顯過沖和不太明顯前沖的波形。這些現象被稱為吉布斯的耳朵,可能促使人們?yōu)榱吮WC信號完整性而去尋找不存在過沖的根源。如果你觀察到脈沖波形上的前沖或過沖,應該將顯示插值器改為線性插值器,看這些現象是否會消失。

總之,最好是對脈沖類型的波形使用線性插值器,它能防止出現這種情況,而將Sin(x)/x插值器留給正弦信號。如果波形邊沿有較多的樣本,你就可以最大程度地減輕這類問題。保持高的采樣率有助于防止出現吉布斯耳朵。


小結

只要我們能夠處理這些潛在的錯誤,我們就不會被這些問題所連累。在操作儀器的時候我們應該要有以下的習慣

1.盡量使采樣率達到實際可行的最高值

2.在分析不懂的信號時,我們先用最小的時間/格來控制,保證最高的采樣率,然后再增加時間/格的值,同時要觀察信號何時開始出現混疊的現象