为什么数字示波器能捕获单次或瞬变信号？

时间： 2024-03-23 来源：KEYSIGHT知乎

如果您选择的示波器不具备合适的技术指标，那么在测试设计时会错过某些重要细节，致使您付出高昂的代价，例如重新设计、开发进度延误，甚至是产品出现故障。在选择示波器时了解自己想要什么样的性能，可以确保您进行高精度的测试，并得到值得信赖的测量结果。快速波形捕获率是示波器关键技术指标只要。

这是示波器波形刷新率与屏幕的显示波形关系。比如，是德科技（原安捷伦）3000X示波器的波形更新率高达每秒一百万次。

示波器屏幕的刷新速度为50-60Hz。示波器的波形更新率很快，所以在屏幕上显示的是很多波形会叠在一起的波形。

什么是波形捕获率?

当示波器采集、处理数据并在屏幕上绘制数据图形时，不可避免存在"死区时间"，也就是示波器完全遗漏信号的时间。波形更新率越快，死区时间越短。死区时间越短，示波器越有可能捕获到异常和偶发的事件。因此，选择具有极快波形更新率的示波器至关重要。图1和2展示了示波器在两种波形捕获率下的区别。

图1:其他厂商提供的具有50000个波形/秒更新率的示波器。长的死区时间会降低捕获偶发事件的概率。

图2:具有1,000,000个波形/秒波形捕获率的InﬁniiVision 30000T X系列示波器。短的死区时间可提高捕获偶发事件的概率。

为什么波形捕获率非常重要?

在对一个项目进行调试或故障诊断时，重要的是您能够查看尽可能多的信号细节。快速波形捕获率只是用来确定查看信号异常的可能性的衡量指标之一。信号异常的频率、示波器的时基设置和示波器允许查看信号异常的时间等因素都能决定上述可能性:

因此，选择一款拥有最快速且毫不妥协的波形捕获率的示波器是很有必要的，它可为您提供充足的时间来提高找到信号异常的概率。

使用3000T X系列示波器，您可以最大限度地提高查看偶发毛刺信号的几率。但在使用其他同类产品时，如果您同时使用任何其他的功能特性，比如说测量、搜索或数字通道，示波器的波形捕获率就会变得相当缓慢。您唯一的应对方法就是延长示波器的运行时间。举个例子，假如您正在使用数字通道，您就必须要使示波器运行超过8,000倍的时间长度，才能接近3000T X系列波形捕获率下的概率。两款示波器发现毛刺信号所花费的的时间竟达到了12小时比5秒钟的巨大差距!

与采样率一样，示波器的波形捕获率越高，您看到的信号细节就越多。

如果示波器的波形捕获率不够高，您就无法看到信号中出现的异常情况。这就好比是掷骰子。掷出骰子的次数越多，获得特定数字组合的概率就越高。同样，示波器更新的次数越多，您就越有可能捕获到罕见的事件。

所有示波器在每次捕获和显示采集结果之间都存在一定的“静寂时间”或“盲区时间”。

在这段时间内，可能会出现罕见的信号异常，如毛刺等。波形捕获率越慢，静寂时间就越长，而您错过的信号细节也就越多。反之，波形捕获率越高，静寂时间就越短，您看到的真实信号细节也就越多。

举个例子，每秒几千个波形的更新速率可能看起来很快，但如果您的信号中有一个发生概率只有百万分之一的毛刺会怎样？更新速率太慢的话，您可能永远都看不到这个毛刺（图3）。如图4所示，具有高波形捕获率（如1,000,000个波形/秒）对于提高捕获罕见误差的概率至关重要。

图3.如果波形捕获率太慢的话，您会错过罕见的信号事件

图4.使用高采样率的话，您捕获信号异常的概率会大大增加

快速的波形捕获率可以确保您看到发生概率只有百万分之一的事件。使用3000T X示波器系列和4000 X系列示波器实现极快的波形捕获率。

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