到底選擇實時採樣還是等效時間採樣?

2020-11-27 電子產品世界

順應市場需求 捷多邦推出一站式服務新模式

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201808/386486.htm

實時技術到底有什麼意義?很明顯，Windows並不是一種實時作業系統。許多人認為，如果應用軟體要成為實時軟體，那麼它必須進行彙編。這是我最近一次客戶拜訪談話的主題，首先它起於對軟體的討論，後來轉到示波器上。現在的問題是，什麼時候應該使用實時示波器?什麼時候等效時間示波器是更好的選擇?我認為，這個問題值得注意。

儘管有大量的不同的採樣技術實現方案，但當前數字示波器採用兩種基本採樣方法：實時採樣和等效時間採樣。等效時間採樣可以進一步分成兩個小類：隨機等效時間採樣和順序等效時間採樣。每種方法都有不同的優勢，具體要視進行的測量類別而定。

實時採樣特別適合頻率範圍不到示波器最大採樣率一半的信號。在這種情況下，示波器可以在波形的一次「掃描」中採集遠遠足夠的樣點，構建準確的圖像，如下面圖1所示。實時採樣是使用數字示波器捕獲快速信號、單次信號、瞬態信號的唯一方式。「實時」帶寬與採樣率的關係為：帶寬=採樣率/2.5。

圖1：實時採樣模式從一個觸發事件採集一個記錄中的所有點。

[圖示內容：]

Waveform Constructed with Record Points: 使用多個記錄點構建的波形

Sampling Rate: 採樣率

在測量高頻信號時，示波器可能不能在一次掃描中收集足夠的樣點。可以使用等效時間採樣，準確地採集頻率超過採樣率/2.5的信號。等效時間採樣通過從每次重複中捕獲少量信息，構建重複信號的圖像，如下面圖2所示。波形緩慢構建，象一串燈一樣，一個接一個地亮起。示波器可以準確地捕獲頻率成分遠遠高於示波器採樣率的信號。

圖2：等效時間採樣模式在多個觸發後採集波形點。這個實例顯示了等效時間採樣的隨機採樣方法。

[圖示內容：]

Waveform Constructed with Record Points: 使用多個記錄點構建的波形

1stAcquisition Cycle: 第一個採集周期

2nd Acquisition Cycle: 第二個採集周期

3rd Acquisition Cycle: 第三個採集周期

nth Acquisition Cycle: 第n個採集周期

從技術上說，生成非常短、非常精確的「Dt」要比隨機採樣器要求的準確測量樣點相對於觸發點的垂直位置和水平位置更容易。這個精確測量的延遲為順序採樣器提供了更好的時間解析度。

最後，我們對照比較一下實時示波器和採樣示波器：

實時示波器

- 只要求一次觸發，可以在「single-shot」(單次)模式下捕獲信號

- 電壓輸入範圍更高(5V，而等效時間示波器為1 V)

- 長存儲深度，適合進行調試(例如，可以觀察相鄰數據點中的瞬態事件)

採樣示波器

- 實時示波器擁有高達30+ GHz的帶寬，但採樣示波器的帶寬更高，達70+ GHz

- 噪聲/抖動本底更低(低於200 ps rms)

- 適合進行檢定。例如，TDR(時域反射計)等擁有重複性特點的應用

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