擴(kuò)展示波器用途的十大技巧

使用示波器的快速邊沿功能和數(shù)學(xué)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)頻率響應(yīng)測試

頻率響應(yīng)測量需要具有平坦頻譜的信號源。通過將示波器的快速邊沿測試信號用作階躍信號源，再利用示波器的衍生功能就可以得到待測設(shè)備的脈沖響應(yīng)。然后運(yùn)用快速傅里葉變換(FFT)功能獲得頻率響應(yīng)。圖1顯示了獲得輸入信號的頻率響應(yīng)和37MHz低通濾波器的頻率響應(yīng)的過程步驟。

圖1：先將快速邊沿測試信號加到濾波器的輸入端(左上)，然后用濾波器輸出(右上曲線)對它進(jìn)行微分(右中)，最后求FFT的平均值(下右)，就可以得到濾波器的頻率響應(yīng)。左下邊曲線中的頻譜展示了微分過的階躍輸入信號的頻率平坦度。

使用示波器的低通數(shù)字濾波器對輸入信號進(jìn)行高通濾波

如果你的示波器能夠利用諸如增強(qiáng)分辨率(ERES)數(shù)學(xué)函數(shù)等功能對信號進(jìn)行低通濾波，那么你就能對同樣的信號進(jìn)行高通濾波。注意，只有你能訪問數(shù)字低通濾波器的輸入和輸出端時(shí)這個(gè)功能才能實(shí)現(xiàn)。圖2顯示了具體實(shí)現(xiàn)過程。

圖2：從輸入信號(C1，頂部曲線)中減去低通濾波后的波形(中間F1曲線)形成的信號就具有高通特性，如數(shù)學(xué)曲線F2(底部曲線)的頻譜所示。

輸入信號曲線C1是一個(gè)很窄的脈沖。數(shù)學(xué)曲線F1(中心曲線)使用示波器的ERES數(shù)字濾波器對C1信號進(jìn)行濾波。從輸入信號中減去濾波器曲線后形成的信號就只有較高頻率的成分。曲線F2執(zhí)行減法操作，同時(shí)完成高通信號的FFT，因此你能看到高通特性。低通響應(yīng)跌至最大響應(yīng)0.293處的頻率就是高通濾波器的-3dB點(diǎn)。

只對具有特定形狀或測量參數(shù)的信號進(jìn)行平均

能夠根據(jù)波形模板或參數(shù)化測量提供通過/失敗測試、并能將滿足通過/失敗標(biāo)準(zhǔn)的波形存儲到內(nèi)存中的示波器可以有選擇地將這些波形加入到示波器的平均功能中。要啟用這項(xiàng)功能，首先要根據(jù)波形模板和/或處于目標(biāo)極限內(nèi)的測量參數(shù)輸入通過/失敗標(biāo)準(zhǔn)。針對通過的測試，要將波形存儲到內(nèi)部的存儲器中。啟動平均功能對該內(nèi)存中的內(nèi)容進(jìn)行平均。結(jié)果是只有滿足測試標(biāo)準(zhǔn)的波形才會加到平均內(nèi)容中。圖3顯示了這樣一個(gè)完整的過程。

圖3：只對波形模板中包含的那些波形進(jìn)行有選擇的平均。通道1曲線(C1)與模板不匹配，紅色圓圈指出了位于模板外的區(qū)域。最終接受的曲線被存儲在內(nèi)存曲線M1中，整個(gè)曲線都位于模板之內(nèi)。數(shù)學(xué)曲線F1顯示的累加平均曲線只是將落入模板中的波形進(jìn)行了平均累加。

通過使用排它型觸發(fā)器只捕獲異常事件來尋找間歇性事件

智能或先進(jìn)的觸發(fā)器可以根據(jù)寬度、周期或占空比等選定的波形特征進(jìn)行觸發(fā)。有幾家制造商的產(chǎn)品還能根據(jù)處于范圍之內(nèi)或范圍之外的智能觸發(fā)事件進(jìn)行觸發(fā)。這種觸發(fā)器就是排它型觸發(fā)器，它可以用來只對異常事件進(jìn)行觸發(fā)，如圖4所示。在這個(gè)例子中，示波器被設(shè)置為只對寬度超過48±0.8ns的脈沖進(jìn)行觸發(fā)。在遇到寬度為52.6ns的大脈沖發(fā)生之前這種觸發(fā)器是不會觸發(fā)的。因?yàn)槭静ㄆ髦粚挾瘸^標(biāo)稱值為48ns的脈沖進(jìn)行觸發(fā)，因此不存在刷新速率的問題。平時(shí)它就處于“等待”狀態(tài)，直到異常脈沖寬度出現(xiàn)。

圖4：只對脈沖寬度超過48±0.8ns范圍的脈沖觸發(fā)的排它型觸發(fā)器。因此示波器只在遇到52.6ns的大脈沖時(shí)才被觸發(fā)，所有正常的48ns寬度脈沖都被示波器所忽略。

趨勢圖是按采集的順序顯示的被測參數(shù)值圖形。圖5就是這樣一個(gè)例子。例子中采用靈敏度為39 μV /℃的熱探頭測量振蕩器的內(nèi)部溫度。與此同時(shí)獲得在單個(gè)周期內(nèi)得出的頻率。每個(gè)趨勢中的100次測量都是經(jīng)過100次采集得到的。觸發(fā)源是振蕩器的輸出。正常情況下這會導(dǎo)致示波器以其標(biāo)稱刷新率進(jìn)行觸發(fā)。為了防止發(fā)生這種現(xiàn)象，并且在兩次測量之間設(shè)置已知的延時(shí)，可以使用觸發(fā)器延時(shí)功能。使用觸發(fā)器延時(shí)功能可以將兩次采集之間的時(shí)間設(shè)為10秒，因此總的測量間隔是1000秒。再用參數(shù)化數(shù)學(xué)調(diào)整函數(shù)將溫度傳感器的電壓讀數(shù)轉(zhuǎn)換為攝氏度。