為什麼你的示波器抓不到低概率的異常信號?

2020-12-04 電子產品世界

　　摘要：很多工程師常常會發現這樣的一個問題，自己做好的電路板在調試過程中沒有發現有任何的異常，但是卻在使用不久發現各種問題或者出現故障。其最主要的原因就是異常信號在調試過程中沒有正確抓出，導致錯誤的測量結果。那麼如何讓您在調試中異常信號一覽無餘呢?

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/278404.htm

　　很多工程師常常會發現這樣的一個問題，自己做好的電路板在調試過程中沒有發現有任何的異常，但是卻在使用不久發現各種問題或者出現故障。其最主要的原因就是異常信號在調試過程中沒有正確抓出，導致錯誤的測量結果。那麼如何讓您在調試中異常信號一覽無餘呢?這其實考驗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，表示為波形每秒(wfms/s)。

　　事實上，示波器從採集信號到屏幕上顯示波形的過程由若干個捕獲周期組成。

　　一個捕獲周期由採樣時間和死區時間組成。

　　採樣時間指的是模擬信號轉化為數位訊號並存儲的過程。

　　死區時間指的是示波器對採樣存儲回來的數位訊號進行測量運算，顯示等處理的過程。其中死區時間內示波器不進行採集。

　　由此可知，死區時間的大小將影響捕獲周期的長短進而影響波形刷新率的高低。如下圖所示：

　　

　　圖1不同刷新率對死區時間的影響

　　從圖中可知，波形刷新率更高的示波器，擁有更短的死區時間，也就有著更高的機率捕獲到波形中低概率的異常信號。而低刷新率示波器由於死區時間較長，對於低概率的異常信號需要很長的時間才能捕獲。這就是有些時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。我們可以看一個比較圖，如下所示：

　　

 

　　(圖2: 5k wfms/s的帶毛刺的信號圖)

　　

　　(圖3: 330k wfms/s的帶毛刺的信號圖)

　　從兩個動態比較圖就可以很清晰的看出高波形刷新率的優勢，所以用戶在購買示波器的時候，波形刷新率是您必須要考慮的一個重要因素，在一定的條件下，波形刷新率越高就越好，特別是做信號完整性分析時，如果異常信號沒有捕獲出來將會影響您的測試結果。ZDS2000系列示波器最大可達330kwfms/s波形刷新率，同檔業界之最。

　　通過上面對波形刷新率的了解，我們可對波形刷新率進行驗證。以ZDS2022示波器作為例子。

　　首先接入一個1M的方波信號，一鍵捕獲得到正常波形，點擊【Display】將顯示類型改為點顯示，將時基檔位調到50ns/div，讓全屏採滿700ns;點擊【Measure】，打開測量統計，點擊測量選項中的觸發計數器即波形每秒觸發的次數同理可測出330kwfms/s的波形刷新率。如下圖所示：

　　

　　圖4 驗證示波器的最大波形刷新率

　　波形刷新率與時基有關，不同型號的示波器測出最大波形刷新率的時基不同。比如測量T公司的DPO2000系列手冊標稱擁有最大5.5kwfms/s的波形刷新率，驗證最大波形刷新率時將時基調為200ns/div。

　　綜上所述，您對示波器的波形刷新率應該有了一定的認識，周立功致遠電子的ZDS2000系列示波器採用大規模的FPGA技術，全硬體加速並行處理，創造波形刷新率新高，最高可達33萬次每秒的波形刷新率，遠高於同行同檔產品，死區時間更短，可更大概率捕獲異常信號。

模擬信號相關文章:什麼是模擬信號

聲控燈相關文章:聲控燈原理

相關焦點

  • 你示波器的波形捕獲率真的有那麼高嗎?
    死區時間內示波器不採樣，是探測不到信號發生的變化的，所以實際上不是所有波形我們都能在屏幕上看到，我們看到的波形其實是被死區時間分隔成一段一段的，因此就有了波形捕獲率一說。採樣時間+死區時間=波形捕獲周期。而波形捕獲率是指一秒內波形捕獲的次數，也就是波形捕獲周期的倒數，如下圖1是示波器的一個捕獲周期。
  • 示波器各種視圖模式的優缺點
    這裡以ZDS3000/4000 Plus系列示波器為例，帶您詳細深入探討，各個模式顯示的方式，優點與缺點，幫您快速準確地找到合適的模式來觀察信號。　　一、YT模式　　YT模式是示波器中最常見的，其坐標系Y軸為通道輸入信號，上正下負，參考地為零點，X軸為時間，左負右正，觸發點為零點。
  • 示波器有三種視圖模式 但90%的工程師都只用過一種
    本文以ZDS3000/4000 Plus系列示波器為例，帶您詳細深入探討，各個模式顯示的方式，優點與缺點，幫您快速準確地找到合適的模式來觀察信號。一、YT模式YT模式是示波器中最常見的，其坐標系Y軸為通道輸入信號，上正下負，參考地為零點，X軸為時間，左負右正，觸發點為零點。
  • 使用混合信號示波器驗證測量混合信號電路
    如今，無論是在計算機領域，通信領域還是消費類電子領域，當你信手捻來一塊電路板時，就會發現其中所使用的器件是多樣性的，往往是混合著模擬器件和數字器件，其中模擬部分包括光、聲音、溫度、壓力等現實世界物理信號
  • 示波器常見問題處理
    本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/203232.htm　　問題1：每臺示波器都有一個頻率範圍，比如10M、60M、100M...我手頭用的示波器標稱為60MHz，是不是可以理解為它最大可以測到60MHz?可我用它測4.1943MHz的方波時都測不到，這是什麼原因?
  • 示波器基礎二十問(上)
    為什麼要強調這個問題呢？因為曾經有人問我：我的示波器怎麼這麼慢，顯示一條波形要等十幾秒鐘，作為電子設備，顯示一條波形不是一瞬間的事麼？我一看，可不要十幾秒麼，他設置的水平坐標長度就是十幾秒。他認為這十幾秒只是信號的特徵，和真實時間沒有關係。第二問：示波器的波形區的網格代表什麼？
  • 如何利用示波器測試低佔空比脈衝信號
    本文將分別介紹傳統方法和FastFrame分段存儲技術測試偶發性或間歇性的事件以及一些低佔空比的信號，從而分析FastFrame分段存儲技術在實際測試帶來好處。傳統測試方法傳統測試低佔空比脈衝等間歇性的信號，通常利用數字示波器。為了提高測試精度，通常使用示波器的最高採樣率來採集波形數據。
  • SIGLENT攜手力科推出第二代數字示波器SDS3000系列
    SDS3000系列示波器產品搭載了Windows CE作業系統、採用了業界領先的LeCroy 1GHz前端技術和X-Stream平臺，結合SIGLENT自主創新的SPO技術，配備了10.1英寸高清(1024*600)多點觸控螢幕，為廣大工程師提供了性能更優異的數字示波器產品。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/246301.htm
  • 詳解:如何用混合信號示波器探測模擬和數位訊號
    許多基於微控制器的系統都有模擬和數位訊號。即使看起來是完全數字的系統也不完全是數字的，因為存在振鈴和串擾等模擬效應。因此，對系統中的信號通常需要同時持有模擬和數字的視角。這正是混合信號示波器(MSO)可以幫助到你的地方。
  • 玩轉示波器不是夢,掌握高保真捕獲信號的6大原則
    特殊講，就是示波器的每一個路徑，示波器乘1111111，變成了11111110，最後一位從1變成0的跳變，代表了電壓的大小是多少呢？是取決於平時用示波級的量程。如果示波器1伏每格的時候，你0和1的跳變大約是30毫伏的變化。這個是示波器外邊的電壓的變化，30毫伏的電壓對示波器是沒有影響的，示波器感覺不到。這個就像平時用1釐米的刻度尺來測量頭髮的時候發現無法測量，這個是基本的道理。
  • 示波器技術的發展和演變
    缺點主要在於：無法存儲數據、分析能力有限、對低概率事件捕獲能力不足、觸發簡單、預觸發延時不足和帶寬提升困難(從前端放大器到CRT必須同時提升)等。隨著數位化運動的興起和越來越多的單次信號測量需求，模擬示波器這些缺點使其漸漸不再能滿足測試需求，所以從上世紀80年代開始，主流的示波器廠家均漸漸轉向數字示波器的研發和生產。泰克的511模擬實時示波器，標誌著商用示波器時代的到來。
  • 為什麼我們應該有一臺示波器
    想像一下你在醫院裡，坐在重症病床邊，一旁是一臺心率檢測儀。你看著機器上的畫面，一條線一上一下的擺動過去，你害怕那條線變成直線，因為正如電視上放的，那樣就意味著患者的死亡。當我爸媽問我是做什麼工作的時候，這就是我向他們解釋示波器的方式。
  • 第一次接觸示波器如何測一個信號
    有的人第一次使用示波器可能會被示波器的一堆理論知識繞暈，從而喪失學習的興趣。如果我們一開始能先學習如何測量一個簡單的信號，快速的入門和獲得成就感，也許就更有動力去學習和了解示波器。基於這種想法，在學習一些理論知識之前，我們可以先來看看如何用示波器測量一個簡單的信號。
  • 大牛工程師教你如何玩轉示波器!
    本人從事電源行業有5-6年了，示波器就相當於我的左右手。沒有它就感覺什麼都做不了。有它的存在，能讓我能很順利完成很多項目設計和問題分析。對於我來說，走到今天，它的功勞是不可替代的。對於電源工程師來說，一旦有產品有問題就需要抓波形，抓時序，測試準確數值，以幫助工程師分析，處理。以事實說話，看波形說話。如何使測試的數據準確和可靠是非常重要。
  • 示波器選購必備知識!
    答：首先，帶寬和採樣率要滿足串行信號的要求，其次需要看是否是差分信號，以及示波器對串行測試的分析功能，比如碼型的觸發和解碼。　　問題2：在測量高速數位訊號時，示波器的帶寬是不是一定要是信號頻率的5倍以上，為什麼?
  • 我為什麼要在維修摩託車時使用示波器
    示波器其實是一種極其普通的通用儀器，等價於萬用表，卻比萬用表更複雜些，更好用些，更直觀些，更準確些，更形象些。如果你覺得它高大上，那是因為你沒見過高大上的東西，如果你覺得用它是在裝逼，那是因為你沒逼可裝！有人說為什麼不用故障解碼儀，那我要說明一下。故障解碼儀在摩託車維修中使用並不普遍，因為它局限性太強，通用性太差，我總不能每種車型都備一個專用的解碼儀。
  • 你真的會用示波器嗎?
    值得注意的是，關於紋波測量，文中並沒有強調更小地減少量程，但示波器量程要儘可能地小，這應是測量電源紋波的首要原則。　　本人從事電源行業有5-6年了，示波器就相當於我的左右手。沒有它就感覺什麼都做不了。有它的存在，能讓我能很順利完成很多項目設計和問題分析。對於我來說，走到今天，它的功勞是不可替代的。對於電源工程師來說，一旦有產品有問題就需要抓波形，抓時序，測試準確數值，以幫助工程師分析，處理。
  • 你用好和用對示波器了嗎?
    stfednc對於正常模式，許多朋友可能會覺得與自動模式在觀測效果上沒有什麼區別，常常有這樣的情況，將觸發模式在自動與正常之間切換，屏幕波形並沒有什麼變化，不過這種情形往往只發生在被觀測信號是一些比較簡單的周期性信號的情況下。正常模式的作用在於觀測波形的細節，特別是對於比較複雜的信號，例如視頻同步信號。為什麼這樣說呢？
  • 示波器維修分享避免示波器損壞實用秘笈
    將示波器探頭連接到通道，按前面板上的PRESET（預設）按鍵（左側面板設置區域中）。將探頭信號端和參考地連接到示波器面板上的參考輸出，然後按 Autoset（自動設置）。如果使用探頭鉤式前端附件，請將信號針前端牢固連接在探頭上，確保正確連接。
  • 示波器作為「工程師的眼睛」之應用案例
    在公司內部尋找測試高速信號的示波器，發現基本都是帶寬很低的示波器，且不配有有源差分探頭，根本無法看到波形，從而無法判斷是原理設計問題，還是PCB，或器件焊接及其它問題，項目就此卡住了。接下來就是一頓滿地找能用的示波器過程了，那個汗啊!