《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 测试测量 > 解决方案 > 你示波器的波形捕获率真的有那么高吗?

你示波器的波形捕获率真的有那么高吗?

2018-03-23

示波器作为电子工程师最常用的仪器,从最开始的模拟示波器,到数字存储示波器和数字荧光示波器,以及越来越偏向专业化的定制类示波器,功能越来越丰富的同时,性能也发生着日新月异的变化,消费者在选择的时候有时候就可能看得眼花缭乱,那么如何选择适合自己的一款示波器呢?我们知道示波器三大核心指标是带宽、采样率、存储深度,然而在选择数字示波器时还有一个很重要的指标往往会被忽略,那就是我们今天要讲的波形刷新率,也称为波形捕获率

波形捕获率是相对于数字示波器来说的。数字示波器采样、处理数据到送显屏幕都是需要时间的,处理数据和送显屏幕这段时间称为死区时间。死区时间内示波器不采样,是探测不到信号发生的变化的,所以实际上不是所有波形我们都能在屏幕上看到,我们看到的波形其实是被死区时间分隔成一段一段的,因此就有了波形捕获率一说。采样时间+死区时间=波形捕获周期。而波形捕获率是指一秒内波形捕获的次数,也就是波形捕获周期的倒数,如下图1是示波器的一个捕获周期。

11.png

△ 图1.数字示波器的一个捕获周期

连续多个捕获周期内,死区时间越长,相对的有效捕获时间就越短,一旦示波器的波形捕获率过低,这样就有可能导致异常信号出现在死区时间内而被漏掉。由此可见示波器的波形捕获率对于能否捕捉低概率的异常信号是很关键的,信号里面随机的异常信号及偶发信号往往是无法被预测的,波形捕获率越高,越有利于捕获低概率的信号!

那么,我们如何验证那些示波器厂家所标称的几十万甚至上百万的波形捕获率的真假呢?

测量示波器的波形捕获率并不难,大多数示波器都会提供一个触发输出信号,通常用于使其他仪器与示波器的触发同步,我们可以通过频率计以及其他示波器来测量这个触发信号的平均频率,进而测量出待测示波器的波形捕获率。

在开始前,我们需要简单准备一下器材,来进行辅助验证:

① 函数信号发生器SDG2122X,用于输出一个固定频率的信号。

② 示波器SDS3000,用于测试被测示波器输出的触发信号的频率。

③ BNC双头线缆若干条。

我们测试的是鼎阳科技的SDS1202X示波器,操作步骤如下:

① 设置信号源输出一个10MHZ(频率大小无要求)的正弦波,用BNC线缆将该信号输入到示波器SD1202X的通道CH1。如下图2

22.png

△ 图2.信号源输出10MHZ正弦波至示波器CH1

② 通过示波器面板的Utility按键,选择菜单下输出设置,将示波器的输出设置为触发输出,以保证示波器每捕获一次波形,则对应后面板pass/fail Trigger out接口输出一个周期的脉冲信号。

③ 通过面板Acquire按键,设置显示方式为点显示。

通过旋转Horizontal旋钮设置示波器时基,在正常模式下不同时基下示波器拥有不同的波形捕获率。

如下图3/4/5/6测得正常模式下,时基分别为100ns/div、50ns/div时,示波器的实际波形捕获率。

33.png

△ 图3.时基为100ns/div

44.png

△ 图4.测得输出频率为36.3KHZ

55.png

△ 图5.时基为50ns/div

66.png

△ 图6.测得输出频率为70KHZ

然而,鼎阳科技的SDS1202X示波器,在顺序模式下拥有更高的波形捕获率,需要①设置时基处于50ns/div②通过Acquire按键,选择菜单下分段采集选项,打开分段采集功能,此时示波器进入顺序模式。

打开SDS3000示波器频率测量功能,测得此时的脉冲信号频率即为SDS1202X的波形波形捕获率,如下图7实测脉冲频率500KHZ,测量结果相比SDS1202X标称的40万帧/s的波形捕获率还有余量!

77.png

△ 图7.测得SDS1202X输出脉冲信号频率

以上示波器波形捕获率的测试方法,有兴趣的朋友如果手上有同系列或者其他可测试的示波器,也可用以上方法测试下,来验证下自己的示波器是否合乎规格!

有许多工程师还在继续使用模拟示波器,因为模拟示波器死区时间几乎可以忽略,却也存在其他的不足,比如无法做数据统计分析,无法记录等,这也是模拟示波器用户越来越少的原因,数字示波器虽然可以克服以上缺点,但也有一定的不足,尤其是在异常信号分析时,由于死区时间的存在,很可能导致观察不到完整波形,如果找出调试和偶发问题对各位来说非常重要,那么选择测量所用的示波器时,就需要考虑波形捕获率这个因素,使用拥有超高的波形捕获率的示波器,定会让异常波形无所遁形,从而协助工程师快速确定电路随机故障问题!

欢迎大家关注鼎阳硬件智库,了解更多测试类文章! 

关于鼎阳

鼎阳科技(SIGLENT)是一家专注于通用电子测试测量仪器及相关解决方案的公司。

从2005推出第一款数字示波器产品至今,10年来鼎阳科技一直是全球发展速度最快的数字示波器制造商。历经多年发展,鼎阳产品已扩展到数字示波器、手持示波表、函数/任意波形发生器、频谱分析仪、台式万用表、直流电源等通用测试测量仪器产品。2007年,鼎阳与高端示波器领导者美国力科建立了全球战略合作伙伴关系。2011年,鼎阳发展成为中国销量领先的数字示波器制造商。2014年,鼎阳发布了中国首款智能示波器SDS3000系列,引领“人手一台”型实验室研发用示波器由功能示波器向智能示波器过渡的趋势。目前,鼎阳已经在美国克利夫兰和德国汉堡成立分公司,产品远销全球70多个国家,SIGLENT正逐步成为全球知名的测试测量仪器品牌。

关于鼎阳硬件设计与测试智库

鼎阳硬件设计与测试智库(简称鼎阳硬件智库)由深圳市鼎阳科技有限公司领衔创办,是中国第一家“智力众筹”模式的硬件智库。

鼎阳硬件智库顺时顺势,倡导“连接-分享-协作-创造”的理念,高举志愿者服务的大旗,相信互联网是“爱”的大本营,相信人们都有发自内心分享的愿望。

鼎阳硬件智库选择硬件领域最普遍的七类问题:电源,时钟,DDR,低速总线,高速总线,EMC,测试测量进行聚焦。寻找“最针尖”的问题进行研讨,针对“最针尖”的问题组织专家答疑,将硬件大师积累的宝贵知识和经验变成公众财富,惠及更多硬件人。

鼎阳硬件智库,群策群力,连接所有硬件人。

有硬件问题,找鼎阳硬件智库。

88.png

本站内容除特别声明的原创文章之外,转载内容只为传递更多信息,并不代表本网站赞同其观点。转载的所有的文章、图片、音/视频文件等资料的版权归版权所有权人所有。本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以便迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。联系电话:010-82306118;邮箱:aet@chinaaet.com。