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好家伙!示波器竟然還能這么玩?


  來源: 普源精電 RIGOL 時間:2021-05-07 編輯:清風(fēng)
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圖5:A/B=2(左)、A/B=1/2(右)


通常,工程師們利用利薩如圖形來測量信號間的頻率比與相位差。但是,工程師們的想象力和創(chuàng)造力是無限的,他們在X-Y模式下解鎖了更多的利薩如圖形趣味玩法!


“被玩壞的”X-Y模式


例如,我們想要在示波器屏幕上顯示一個笑臉


圖7:預(yù)設(shè)的笑臉圖


1、邊緣檢測


運用OPENCV通過CANNY算子將圖像進(jìn)行二值化處理,即可得到一個亮度階躍性較強的圖形,此時進(jìn)行邊緣檢測,通過階躍卷積得到圖像中的邊緣信息。若圖像中有多個邊緣,那么會將所有的邊緣依次排序放入波表中。


2、矢量分解


將波表導(dǎo)入信號源,輸出X、Y兩個通道的同步信號,分別接入示波器兩路通道,開啟X-Y模式,得到圖形。


本次我們使用RIGOL最新發(fā)布的DS70000系列數(shù)字示波器進(jìn)行演示:


圖8:DS70000屏幕顯示(采用8bit分辨率、數(shù)字余輝功能關(guān)閉)


如圖所示,屏幕上出現(xiàn)了一個笑臉。但是這個笑臉模糊不清、忽明忽暗,需要用示波器的一些功能對其加以調(diào)試。


3、高分辨率


數(shù)字示波器的垂直分辨率是衡量示波器將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的精細(xì)程度的重要指標(biāo)。


示波器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號時,要將其量化,量化的精細(xì)程度則取決于垂直分辨率。當(dāng)垂直分辨率高時,例如16bit,電壓V可以被量化成V/2^16 段,此時模擬信號的電壓進(jìn)行數(shù)字化后,得到值也就更精確。而8bit分辨率時電壓只能被量化成V/2^8段。顯然,模擬信號轉(zhuǎn)換成的近似值誤差會更大。如同平時用的測量工具,1mm為單位的小尺測量物體必然沒有50um為單位的游標(biāo)卡尺測量的準(zhǔn)確。


那么,由于被測的模擬信號是連續(xù)的,精度高的示波器計算信號上相鄰兩點的數(shù)值差也會越小,因此點組成的線顯示在示波器上也就會更絲滑。DS70000系列數(shù)字示波器基于RIGOL新一代UltraVision III平臺,提供最高達(dá)16bit的垂直分辨率。


圖9:DS70000屏幕顯示(采用16bit分辨率、數(shù)字余輝功能關(guān)閉)


當(dāng)分辨率較低時(圖8),由于量化噪聲及高頻噪聲的引入,圖形在屏幕上呈現(xiàn)模糊的量化狀態(tài);而如圖9所示,在選擇16bit分辨率時,圖像線條的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)更完美。


4、數(shù)字余輝


余輝一詞來自于早期的模擬示波器,它指的由于CRT上熒光材料被激發(fā)后發(fā)光,但是其能量下降是需要時間的,因此當(dāng)電子束移開當(dāng)前位置后,該位置上的熒光材料不會直接停止發(fā)光,而是逐漸變暗,導(dǎo)致了波形在屏幕上會停留一段時間,然后再逐漸消失。而現(xiàn)代的數(shù)字示波器通過提升波形捕獲率和波形的數(shù)學(xué)統(tǒng)計模仿出類似模擬示波器的多級輝度顯示效果,即數(shù)字余輝技術(shù)。


圖10:DS70000屏幕顯示(采用16bit分辨率、數(shù)字余輝功能開啟)


最終,一個完整、穩(wěn)定的笑臉就出現(xiàn)啦!


關(guān)鍵詞:示波器 測試 RIGOL    瀏覽量:14363

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