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測(cè)量示波器波形參數(shù),光標(biāo)測(cè)量與自動(dòng)測(cè)量哪個(gè)更準(zhǔn)確?

發(fā)布時(shí)間:2016-01-04 責(zé)任編輯:susan

【導(dǎo)讀】在使用數(shù)字示波器測(cè)量波形參數(shù)的時(shí)候,我們經(jīng)常會(huì)遇到“光標(biāo)測(cè)量”與“自動(dòng)測(cè)量”結(jié)果不一致的情況,到底哪一種測(cè)量方式比較準(zhǔn)確?本文將為大家解開(kāi)這個(gè)困擾。
 
示波器發(fā)展到現(xiàn)階段,已經(jīng)不僅僅是在調(diào)試中觀察波形,更重要的是能很好的測(cè)量一些參數(shù)幫助大家優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。示波器的測(cè)量方法大致有三種:刻度測(cè)量;光標(biāo)測(cè)量;自動(dòng)測(cè)量??潭葴y(cè)量就是根據(jù)波形所占格數(shù)進(jìn)行估測(cè),估測(cè)的準(zhǔn)確度當(dāng)然是比較低的,只適合做定性分析。要精確測(cè)量的話,還需要從光標(biāo)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量?jī)煞N方式中選擇。那么,到底哪種測(cè)量方式測(cè)的結(jié)果更準(zhǔn)確呢?
 
首先,我們從原理上來(lái)了解一下光標(biāo)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量。
 
1.光標(biāo)測(cè)量,光標(biāo)測(cè)量的原理很簡(jiǎn)單,以ZDS2024plus為例,打開(kāi)Cursor鍵一鍵光標(biāo),然后用光標(biāo)卡住波形,光標(biāo)X1和X2,Y1和Y2之間的差值即為測(cè)量值。光標(biāo)測(cè)量由于是人為手動(dòng)測(cè)量,所以會(huì)引入一定的人為誤差。但是相對(duì)于噪聲大的信號(hào)來(lái)說(shuō),光標(biāo)測(cè)量可以人為的去忽略掉這部分噪聲,更能把握波形重點(diǎn)。
 
 
2.自動(dòng)測(cè)量,當(dāng)示波器正確捕獲波形后,示波器可以對(duì)波形參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。自動(dòng)測(cè)量需要參考點(diǎn),一般稱(chēng)為Vtop(頂部值) 和Vbase(底部值),參考點(diǎn)的測(cè)量采用幅度統(tǒng)計(jì)方法。示波器的工作過(guò)程是對(duì)捕獲波形進(jìn)行的幅度分析,先確定最大值Max和最小值Min,然后對(duì)最小電壓上的40%和最大電壓下的40%進(jìn)行分析,然后進(jìn)行累積概率統(tǒng)計(jì),出現(xiàn)概率最大的值為Vtop 和Vbase。不用統(tǒng)計(jì)中間20%部分,防止被測(cè)波形是3態(tài)信號(hào)得出錯(cuò)誤結(jié)果。
 
一旦測(cè)出Vtop 和Vbase,示波器就可以對(duì)電壓和時(shí)間以及其他參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。常見(jiàn)的參數(shù)有,峰峰值、幅值、上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈寬等。
 
 
對(duì)于周期性的波形信號(hào)來(lái)說(shuō),自動(dòng)測(cè)量相對(duì)于光標(biāo)測(cè)量來(lái)說(shuō),統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)量多,測(cè)量結(jié)果為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的平均值,相對(duì)來(lái)說(shuō)更加準(zhǔn)確。但是如果信號(hào)噪聲很大,自動(dòng)測(cè)量則有可能將噪聲也統(tǒng)計(jì)進(jìn)去,所得結(jié)果也會(huì)有較大誤差。自動(dòng)測(cè)量項(xiàng)目一般為常規(guī)項(xiàng)目,當(dāng)有特殊需求時(shí),自動(dòng)測(cè)量便無(wú)能為力了,比如測(cè)量下圖抖動(dòng)波形。
 
 
3.怎么樣讓光標(biāo)法測(cè)的更準(zhǔn)?
光標(biāo)法測(cè)量,以測(cè)量一個(gè)方波信號(hào)的脈寬為例,相信有很多工程師都如下圖這樣操作的。然而光標(biāo)測(cè)量結(jié)果494ns,自動(dòng)測(cè)量結(jié)果卻是470.1ns,相差24ns。
 
 
為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?示波器自動(dòng)測(cè)量的門(mén)限是為Vtop與Vbase之間50%的位置,所以測(cè)量的結(jié)果也是以50%處為準(zhǔn),這種測(cè)量方法也更為科學(xué)。在用光標(biāo)測(cè)量時(shí),如果將測(cè)量點(diǎn)選在Vtop與Vbase的50%處,這樣測(cè)出的結(jié)果便和自動(dòng)測(cè)量結(jié)果相差無(wú)幾了。如下圖,光標(biāo)測(cè)量470ns,自動(dòng)測(cè)量470.1ns。
 
 
總結(jié):光標(biāo)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量哪個(gè)更準(zhǔn)?答案是看波形而定。
1.自動(dòng)測(cè)量適用于周期性,波形較好的情況下,統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)多,測(cè)量更準(zhǔn)確。
2.光標(biāo)測(cè)量適用于信號(hào)中噪聲較多,波形復(fù)雜的情況,光標(biāo)測(cè)量可以人為的忽略一些不重要的信號(hào),避免因干擾引起的測(cè)量錯(cuò)誤。
3.自動(dòng)測(cè)量只能測(cè)量一些常規(guī)測(cè)量項(xiàng)(ZDS2024plus支持51種真正意義的參數(shù)測(cè)量),如果有特殊測(cè)量項(xiàng),則只能靠光標(biāo)來(lái)完成。
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