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如何通過示波器參數測量保證精度的?


  來源: 21IC中國電子網 時間:2018-09-06 編輯:思揚
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“參數測量”是示波器分析波形的一大利器,工程師不用開啟光標就可以輕松得到各項參數。但也有工程師會有點不放心:示波器如何保證測量精度呢?本文就帶你步步深入,了解示波器參數測量背后的算法。
ZDS系列示波器提供了非常豐富的測量功能,測量項目最多可達51種。工程師在使用時遇到的問題多是因為對細節(jié)及原理了解不夠,下面就這些內容,帶你一步一步深入挖掘,解開你的疑惑。


一、參數測量的使用方法

打開測量比較簡單,記住兩個要點:

1、我要測量哪個通道?

2、我要測什么?


圖1 打開測量


小結:測量項目有51項之多,支持24項測量項目同屏幕顯示。


二、參數測量算法分析

示波器中測量的項目大體上可分為兩大類,一類與電壓相關,如最大值、最小值、頂部值、底部值等。另一類與時間相關,如頻率、周期、上升時間、下降時間、占空比等。頂部值、底部值是非常重要的兩個測量項,是時間測量的基礎。

與電壓相關的測量,相對比較簡單,最大值(Vmax)與最小值(Vmin)可通過遍歷所有樣本點求出。頂部值(Vtop)和底部值(Vbase)的求解,需要先對所有樣本點進行直方圖映射,然后求出現概率最大的電壓值。

頂部值(Vtop):相對于波形上部的最大概率的電壓,并且概率達到樣本點總數的5%以上。

底部值(Vbase):相對于波形下部的最大概率的電壓,并且概率達到樣本點總數的5%以上。



圖2 電壓相關項的測量


與時間相關的測量項,需要使用頂部值(Vtop)和底部值(Vbase),然后再通過Vtop與Vbase計算出高中低三根閾值線的位置,最后求閾值線與波形的交點,可得到時間相關的測量結果,如圖3所示。高中低三根閾值線的位置可調節(jié),默認值為90%、50%、10%。



圖3 時間相關項的測量


小結:有一些特殊的波形(如正弦波)會出現Vtop和Vbase求解失敗(概率少于5%),此時會使用Vmax與Vmin作為新的頂部值與底部值,并且會在Vtop和Vbase的值后面,追加?號顯示來表示異常,如圖4所示。


圖4 頂部值、底部值與最大值,最小值相同


三、測量與統(tǒng)計算法分析

測量與統(tǒng)計的原理很簡單。先要理解一個概念,同一個測量項在同一次測量中可能會遇到多次,如周期,一段波形可能有N個周期。這樣就出現了新的問題,周期的測量結果對應波形的哪個周期?為了解決這種不對應的問題,并讓測量結果更具有意義,我們采用了統(tǒng)計學中的6種值來描述測量結果,分別如下:

當前值(Current):表示第一個測量值,對應圖5中①的位置。

最大值(Max):表示所有測量值中的最大值,對應圖5中②的位置。

關鍵詞:示波器 測量 測試    瀏覽量:4708

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