“參數(shù)測(cè)量”是示波器分析波形的一大利器，工程師不用開(kāi)啟光標(biāo)就可以輕松得到各項(xiàng)參數(shù)。但也有工程師會(huì)有點(diǎn)不放心：示波器如何保證測(cè)量精度呢?本文就帶你步步深入，了解示波器參數(shù)測(cè)量背后的算法。
ZDS系列示波器提供了非常豐富的測(cè)量功能，測(cè)量項(xiàng)目最多可達(dá)51種。工程師在使用時(shí)遇到的問(wèn)題多是因?yàn)閷?duì)細(xì)節(jié)及原理了解不夠，下面就這些內(nèi)容，帶你一步一步深入挖掘，解開(kāi)你的疑惑。

一、參數(shù)測(cè)量的使用方法

打開(kāi)測(cè)量比較簡(jiǎn)單，記住兩個(gè)要點(diǎn)：

1、我要測(cè)量哪個(gè)通道?

2、我要測(cè)什么?

圖1 打開(kāi)測(cè)量

小結(jié)：測(cè)量項(xiàng)目有51項(xiàng)之多，支持24項(xiàng)測(cè)量項(xiàng)目同屏幕顯示。

二、參數(shù)測(cè)量算法分析

示波器中測(cè)量的項(xiàng)目大體上可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)與電壓相關(guān)，如最大值、最小值、頂部值、底部值等。另一類(lèi)與時(shí)間相關(guān)，如頻率、周期、上升時(shí)間、下降時(shí)間、占空比等。頂部值、底部值是非常重要的兩個(gè)測(cè)量項(xiàng)，是時(shí)間測(cè)量的基礎(chǔ)。

與電壓相關(guān)的測(cè)量，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，最大值(Vmax)與最小值(Vmin)可通過(guò)遍歷所有樣本點(diǎn)求出。頂部值(Vtop)和底部值(Vbase)的求解，需要先對(duì)所有樣本點(diǎn)進(jìn)行直方圖映射，然后求出現(xiàn)概率最大的電壓值。

頂部值(Vtop)：相對(duì)于波形上部的最大概率的電壓，并且概率達(dá)到樣本點(diǎn)總數(shù)的5%以上。

底部值(Vbase)：相對(duì)于波形下部的最大概率的電壓，并且概率達(dá)到樣本點(diǎn)總數(shù)的5%以上。

圖2 電壓相關(guān)項(xiàng)的測(cè)量

與時(shí)間相關(guān)的測(cè)量項(xiàng)，需要使用頂部值(Vtop)和底部值(Vbase)，然后再通過(guò)Vtop與Vbase計(jì)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(diǎn)，可得到時(shí)間相關(guān)的測(cè)量結(jié)果，如圖3所示。高中低三根閾值線的位置可調(diào)節(jié)，默認(rèn)值為90%、50%、10%。

圖3 時(shí)間相關(guān)項(xiàng)的測(cè)量

小結(jié)：有一些特殊的波形(如正弦波)會(huì)出現(xiàn)Vtop和Vbase求解失敗(概率少于5%)，此時(shí)會(huì)使用Vmax與Vmin作為新的頂部值與底部值，并且會(huì)在Vtop和Vbase的值后面，追加?號(hào)顯示來(lái)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(cè)量與統(tǒng)計(jì)算法分析

測(cè)量與統(tǒng)計(jì)的原理很簡(jiǎn)單。先要理解一個(gè)概念，同一個(gè)測(cè)量項(xiàng)在同一次測(cè)量中可能會(huì)遇到多次，如周期，一段波形可能有N個(gè)周期。這樣就出現(xiàn)了新的問(wèn)題，周期的測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)波形的哪個(gè)周期?為了解決這種不對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，并讓測(cè)量結(jié)果更具有意義，我們采用了統(tǒng)計(jì)學(xué)中的6種值來(lái)描述測(cè)量結(jié)果，分別如下：

當(dāng)前值(Current)：表示第一個(gè)測(cè)量值，對(duì)應(yīng)圖5中①的位置。

最大值(Max)：表示所有測(cè)量值中的最大值，對(duì)應(yīng)圖5中②的位置。