為什么你的示波器抓不到低概率的異常信號(hào)？

　　摘要：很多工程師常常會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的一個(gè)問(wèn)題，自己做好的電路板在調(diào)試過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有任何的異常，但是卻在使用不久發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題或者出現(xiàn)故障。其最主要的原因就是異常信號(hào)在調(diào)試過(guò)程中沒(méi)有正確抓出，導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。那么如何讓您在調(diào)試中異常信號(hào)一覽無(wú)余呢?

　　很多工程師常常會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的一個(gè)問(wèn)題，自己做好的電路板在調(diào)試過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有任何的異常，但是卻在使用不久發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題或者出現(xiàn)故障。其最主要的原因就是異常信號(hào)在調(diào)試過(guò)程中沒(méi)有正確抓出，導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。那么如何讓您在調(diào)試中異常信號(hào)一覽無(wú)余呢?這其實(shí)考驗(yàn)的就是示波器的波形刷新率了。

　　波形刷新率，即波形捕獲率，指的是每秒捕獲的波形次數(shù)，表示為波形每秒(wfms/s)。

　　事實(shí)上，示波器從采集信號(hào)到屏幕上顯示波形的過(guò)程由若干個(gè)捕獲周期組成。

　　一個(gè)捕獲周期由采樣時(shí)間和死區(qū)時(shí)間組成。

　　采樣時(shí)間指的是模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)的過(guò)程。

　　死區(qū)時(shí)間指的是示波器對(duì)采樣存儲(chǔ)回來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行測(cè)量運(yùn)算，顯示等處理的過(guò)程。其中死區(qū)時(shí)間內(nèi)示波器不進(jìn)行采集。

　　由此可知，死區(qū)時(shí)間的大小將影響捕獲周期的長(zhǎng)短進(jìn)而影響波形刷新率的高低。如下圖所示：

　　圖1不同刷新率對(duì)死區(qū)時(shí)間的影響

　　從圖中可知，波形刷新率更高的示波器，擁有更短的死區(qū)時(shí)間，也就有著更高的幾率捕獲到波形中低概率的異常信號(hào)。而低刷新率示波器由于死區(qū)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于低概率的異常信號(hào)需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能捕獲。這就是有些時(shí)候電路明明有故障而示波器上的波形卻看似完全正常的原因。我們可以看一個(gè)比較圖，如下所示：

　　(圖2: 5k wfms/s的帶毛刺的信號(hào)圖)

　　(圖3: 330k wfms/s的帶毛刺的信號(hào)圖)

　　從兩個(gè)動(dòng)態(tài)比較圖就可以很清晰的看出高波形刷新率的優(yōu)勢(shì)，所以用戶在購(gòu)買(mǎi)示波器的時(shí)候，波形刷新率是您必須要考慮的一個(gè)重要因素，在一定的條件下，波形刷新率越高就越好，特別是做信號(hào)完整性分析時(shí)，如果異常信號(hào)沒(méi)有捕獲出來(lái)將會(huì)影響您的測(cè)試結(jié)果。ZDS2000系列示波器最大可達(dá)330kwfms/s波形刷新率，同檔業(yè)界之最。

　　通過(guò)上面對(duì)波形刷新率的了解，我們可對(duì)波形刷新率進(jìn)行驗(yàn)證。以ZDS2022示波器作為例子。

　　首先接入一個(gè)1M的方波信號(hào)，一鍵捕獲得到正常波形，點(diǎn)擊【Display】將顯示類(lèi)型改為點(diǎn)顯示，將時(shí)基檔位調(diào)到50ns/div，讓全屏采滿700ns;點(diǎn)擊【Measure】，打開(kāi)測(cè)量統(tǒng)計(jì)，點(diǎn)擊測(cè)量選項(xiàng)中的觸發(fā)計(jì)數(shù)器即波形每秒觸發(fā)的次數(shù)同理可測(cè)出330kwfms/s的波形刷新率。如下圖所示：

　　圖4 驗(yàn)證示波器的最大波形刷新率

　　波形刷新率與時(shí)基有關(guān)，不同型號(hào)的示波器測(cè)出最大波形刷新率的時(shí)基不同。比如測(cè)量T公司的DPO2000系列手冊(cè)標(biāo)稱(chēng)擁有最大5.5kwfms/s的波形刷新率，驗(yàn)證最大波形刷新率時(shí)將時(shí)基調(diào)為200ns/div。

　　綜上所述，您對(duì)示波器的波形刷新率應(yīng)該有了一定的認(rèn)識(shí)，周立功致遠(yuǎn)電子的ZDS2000系列示波器采用大規(guī)模的FPGA技術(shù)，全硬件加速并行處理，創(chuàng)造波形刷新率新高，最高可達(dá)33萬(wàn)次每秒的波形刷新率，遠(yuǎn)高于同行同檔產(chǎn)品，死區(qū)時(shí)間更短，可更大概率捕獲異常信號(hào)。