力科示波器多層次測(cè)量工具-云帆興燁
這些工具中最古老的是,在最初的模擬示波器中即開發(fā)使用的網(wǎng)格刻度。大多數(shù)示波器網(wǎng)格刻度有十個(gè)水平格和八個(gè)垂直格,通過計(jì)算波形上垂直或水平事件之間的格數(shù)并乘以適當(dāng)?shù)谋壤禂?shù),可以估計(jì)事件之間的幅度或持續(xù)時(shí)間。
游標(biāo)是可移動(dòng)的垂直和水平線,投影到刻度線上,可與重要的波形特征對(duì)齊。單個(gè)絕對(duì)游標(biāo)可顯示它們所在的垂直或水平點(diǎn)的值,兩個(gè)相對(duì)游標(biāo)可顯示它們所在的兩個(gè)點(diǎn)的值以及它們之間的差值。
下圖顯示的是使用相對(duì)垂直游標(biāo)測(cè)量時(shí)鐘脈沖突發(fā)的峰峰值幅度。每個(gè)游標(biāo)相對(duì)于波形偏置的絕對(duì)幅度,以及游標(biāo)之間的差值,都顯示在波形描述符框中。
可以使用相對(duì)水平游標(biāo)進(jìn)行時(shí)序測(cè)量,方法是將它們放置在單個(gè)或多個(gè)波形曲線的兩個(gè)點(diǎn)上,如下圖所示,游標(biāo)讀取游標(biāo)和波形相交處的幅度,以及相對(duì)于觸發(fā)的絕對(duì)時(shí)間。幅度讀數(shù)位于波形描述符框中,而測(cè)量?jī)蓷l波形之間延遲的時(shí)間讀數(shù)顯示在時(shí)基和觸發(fā)描述符框下方。
游標(biāo)是一種在一次采集中獲得測(cè)量值的快速方法,但它們不是很精確。它們的準(zhǔn)確性取決于波形曲線上游標(biāo)線的位置。
自動(dòng)測(cè)量參數(shù)基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義的幅度、寬度和其他典型波形參數(shù)的計(jì)算方法??蓪?duì)多次采集波形中參數(shù)的每次出現(xiàn)進(jìn)行計(jì)算,執(zhí)行高達(dá)百萬次的測(cè)量。
下圖顯示了用于表征脈寬調(diào)制波形的六個(gè)典型參數(shù)。
所有力科MAUI 示波器,都可自動(dòng)計(jì)算每個(gè)參數(shù)的關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)值,包括平均值、最小值、最大值和標(biāo)準(zhǔn)偏差??梢赃x擇在測(cè)量表上顯示這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以便快速準(zhǔn)確地了解此參數(shù)在多次采集中的變化情況。
與此不同的是,游標(biāo)讀數(shù)只會(huì)顯示對(duì)最后采集數(shù)據(jù)進(jìn)行的測(cè)量。事實(shí)上,重復(fù)觸發(fā)時(shí),游標(biāo)讀數(shù)幾乎不可讀取,它們變化如此之快。而測(cè)量表上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)通常足夠穩(wěn)定,可以準(zhǔn)確讀取。
下面來看一個(gè)有趣的例子,查看下圖中波形C1的寬度參數(shù) P3 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),它的平均值為 190 μs,測(cè)量值范圍為 167 ns至 240 μs,變化非常大。參數(shù)統(tǒng)計(jì)下方是一個(gè)直方圖圖標(biāo),稱為histicon,它顯示了參數(shù)值的分布。參數(shù) P3 的直方圖圖標(biāo)顯示大部分測(cè)量值都接近上限,但在最左側(cè)的最小值附近有很少的一些異常值。
大多數(shù)力科示波器都能夠繪制測(cè)量值相對(duì)測(cè)量實(shí)例(稱為趨勢(shì)圖)或者時(shí)間(稱為追蹤圖)的圖,在下圖中,P3 的追蹤圖疊加在采集的脈沖信號(hào)上。注意追蹤圖在零點(diǎn)附近的急劇下降,這就是histicon中的外圍最小值出現(xiàn)的位置,這首先給我們一個(gè)啟示,如果以另一種方式查看數(shù)據(jù),可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些有趣的東西。只需放大追蹤圖中的快速下降位置即可顯示信號(hào)中事件發(fā)生的位置。
在力科示波器上,可以通過觸摸histicon來生成參數(shù)的完整直方圖。直方圖有自己的測(cè)量參數(shù)和游標(biāo),它們提供了對(duì)測(cè)量參數(shù)統(tǒng)計(jì)分布的洞察,例如在直方圖的特定 bin 內(nèi)出現(xiàn)的最小/最大值是什么,或者在給定 bin 內(nèi)總共有多少測(cè)量值。
在下圖將所有這些多層次測(cè)量工具“分層” 顯示在一個(gè)多柵格中,包含了采集的波形、帶有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和直方圖圖標(biāo)的測(cè)量參數(shù)、寬度測(cè)量參數(shù)的追蹤圖和直方圖,以及追蹤圖中標(biāo)記的最小事件的放大顯示。
信號(hào)放大圖(右上角)顯示了毛刺異常值,它的寬度只有 166 ns,很容易被遺漏。直方圖表明在770 個(gè)測(cè)量寬度值中有30個(gè)毛刺,因此我們知道它發(fā)生的概率約為 4%。通過綜合使用測(cè)量工具,窄毛刺的存在、位置和發(fā)生的頻率都可以很快獲悉。