普源示波器DS70000系列數(shù)字示波器波形刷新率測(cè)量指南

目前在行業(yè)里面用的比較多的，或者大家認(rèn)可度比較高的個(gè)國(guó)產(chǎn)示波器應(yīng)該是普源示波器。這種示波器結(jié)構(gòu)比較的緊湊，然后再進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候可以測(cè)量模擬信號(hào)，也可以測(cè)量數(shù)字信號(hào)，那這樣的話就使得這個(gè)設(shè)備實(shí)際上有了更大的一個(gè)測(cè)量的范圍。今天安泰測(cè)試小編給大家介紹一下DS7000系列數(shù)字示波器波形刷新率測(cè)量。

一、什么是波形刷新率?

波形刷新率指的是每秒鐘波形刷新的次數(shù)，單位為波形數(shù)每秒(wfms/s)。

通常示波器的波形刷新率又被認(rèn)為是波形捕獲率，因?yàn)槭静ㄆ骶拖褚慌_(tái)高速攝像機(jī)，不斷地捕獲信號(hào)，處理信號(hào)，再把信號(hào)以波形圖像的形式顯示在屏幕上。不斷捕獲的信號(hào)反應(yīng)在示波器的屏幕上就是不斷刷新的波形圖像，每一次捕獲到下一次捕獲之間的時(shí)間間隔是一個(gè)捕獲周期，波形捕獲率是單位時(shí)間(1s)內(nèi)捕獲波形的次數(shù)，反映的是示波器捕獲信號(hào)的速度。

普源示波器DS70000系列

和示波器的帶寬或采樣率相比，波形刷新率往往不是人們關(guān)注的首要指標(biāo)。顯示器上持續(xù)變化的波形，容易讓人產(chǎn)生已經(jīng)觀測(cè)到了所有信號(hào)的錯(cuò)覺。然而事實(shí)卻并非如此，在測(cè)量中我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，一些導(dǎo)致系統(tǒng)故障的偶發(fā)小概率異常信號(hào)，使用刷新率較低的示波器是觀測(cè)不到的，這會(huì)嚴(yán)重影響工程師對(duì)問(wèn)題的判斷。而具有高刷新率的示波器卻能讓偶發(fā)的小概率異常信號(hào)一覽無(wú)余。

可見波形捕獲率是一個(gè)不可忽視的重要指標(biāo)，本文我們就來(lái)介紹一下波形刷新率對(duì)示波器測(cè)量結(jié)果的影響。

二、示波器工作原理

如下圖所示，為示波器的工作過(guò)程。探頭采集到模擬信號(hào)通過(guò)輸入通道先進(jìn)入垂直放大器系統(tǒng)，再經(jīng)過(guò)A/D采樣量化為數(shù)字信號(hào)，根據(jù)觸發(fā)條件將信號(hào)采集到存儲(chǔ)器;采樣后示波器的CPU單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理運(yùn)算，在屏幕上顯示之后，才能開始下一次的采樣。

圖1 示波器工作過(guò)程

示波器采集波形、存儲(chǔ)、處理波形和顯示波形的過(guò)程組成了一個(gè)完整的捕獲周期，每一個(gè)捕獲周期包括采樣時(shí)間和死區(qū)時(shí)間兩個(gè)部分。

1、采樣時(shí)間

完成一次觸發(fā)的采集、存儲(chǔ)時(shí)間稱為采樣時(shí)間。采樣時(shí)間是示波器的顯示采集窗口，可以用水平時(shí)基乘以屏幕水平方向格數(shù)來(lái)計(jì)算。

2、死區(qū)時(shí)間

處理和顯示波形的時(shí)間被稱為死區(qū)時(shí)間。

示波器的采樣和觸發(fā)主要由硬件器件完成，它的速度非?？?而處理過(guò)程涉及大量的運(yùn)算，它的速度主要取決于處理芯片的運(yùn)算速率和算法架構(gòu)等。由于數(shù)據(jù)采樣的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)處理速度，所以不得不在數(shù)據(jù)處理期間停止采樣，這就導(dǎo)致在數(shù)據(jù)處理期間內(nèi)的所有波形因沒有被采集而丟失。

三、波形刷新率的影響

由于示波器在死區(qū)時(shí)間內(nèi)不采樣數(shù)據(jù)，導(dǎo)致示波器捕獲到的波形存在遺漏，那么減少死區(qū)時(shí)間在捕獲周期中所占的百分比，有助于減少信號(hào)遺漏。

死區(qū)時(shí)間在捕獲周期中所占的百分比為：

盡管如前面所述，示波器的死區(qū)時(shí)間遠(yuǎn)大于采樣時(shí)間幾個(gè)數(shù)量級(jí)。但是根據(jù)如上公式我們可以看到，采樣時(shí)間相同的兩臺(tái)示波器，支持波形刷新率越高的示波器，其死區(qū)時(shí)間在捕獲周期中所占的百分比越低，遺漏的信號(hào)越少。

正如前邊提到，雖然示波器刷新率不是我們主要的關(guān)注，但是刷新率較低的示波器會(huì)嚴(yán)重影響工程師對(duì)問(wèn)題的判斷，因此，一款擁有超高刷新率的示波器，可以減少采集波形的遺漏，提高捕獲信號(hào)中偶發(fā)異常事件的概率，進(jìn)而提高故障調(diào)試的效率，是工程師的得力助手。

DS70000系列數(shù)字示波器是RIGOL自主研發(fā)的第七代數(shù)字示波器，充分發(fā)揮了RIGOL自主設(shè)計(jì)的“鳳凰座”示波器專用芯片組卓越性能，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)最高的20GSa/s采樣率、4GHz實(shí)時(shí)帶寬。除硬件指標(biāo)的提升，DS70000系列數(shù)字示波器還提供了多種人性化設(shè)計(jì)，保證了高質(zhì)量的客戶體驗(yàn)。

審核編輯：湯梓紅