示波器信號(hào)捕獲技巧 | 如何最大化內(nèi)存使用率且保證波形細(xì)節(jié)？

示波器的默認(rèn)采集模式因?yàn)槠溆邢薜挠涗涢L(zhǎng)度會(huì)強(qiáng)制在采樣率和捕獲時(shí)間進(jìn)行妥協(xié)。使用更高的采樣率可以更快地填充儀器的內(nèi)存，減少數(shù)據(jù)采集的時(shí)間窗口。相反，捕獲長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)通常是以犧牲水平時(shí)間分辨率(采樣率)為代價(jià)的。

圖1. 高分辨率捕獲的單個(gè)脈沖

考慮圖1所示的單個(gè)3.25 ns脈沖。它是用5系列MSO在一個(gè)1250點(diǎn)的波形中以3.125 GS/s的采樣率和12位垂直分辨率獲得的。在這種采樣率和分辨率下，可以看到許多波形細(xì)節(jié)。

圖2. 利用峰值檢測(cè)和長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度捕獲多個(gè)脈沖

對(duì)于這個(gè)信號(hào)，脈沖間隔超過(guò)6.5毫秒。為了獲得與圖1相同的采樣率的信號(hào)，時(shí)間窗口擴(kuò)展了5萬(wàn)倍，通過(guò)增加時(shí)間/分割和記錄長(zhǎng)度來(lái)捕獲更多的連續(xù)脈沖。(峰值檢測(cè)采集也被用來(lái)使窄脈沖更明顯。)

如圖2所示，這將占用產(chǎn)品的整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)記錄長(zhǎng)度。然而在20毫秒的采集中只捕獲了3個(gè)3.25納秒的脈沖。在這種情況下，只有0.00005%的捕獲是我們測(cè)試需要的！

圖3.  利用 5 系列 MSO分段存儲(chǔ)分割內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)以高采樣率捕獲多個(gè)脈沖

FastFrame?分段存儲(chǔ)允許您將內(nèi)存分割成多幀。每一幀的記錄長(zhǎng)度與啟用FastFrame模式之前相同，最大幀數(shù)為儀器的最大記錄長(zhǎng)度除以一幀的記錄長(zhǎng)度。

然后，以指定的采樣率觸發(fā)采集并填充每一幀，只捕獲感興趣的波形部分。然后，這些幀可以按照它們被捕獲的順序被單獨(dú)查看，或者疊加以顯示它們的相似性和差異性，從而使您能夠輕松地審視波形，以便您可以將注意力集中在感興趣的信號(hào)上。

圖4. 所有獲取幀疊加顯示允許快速的視覺(jué)比較

在圖4中，分段存儲(chǔ)幀被疊加，因此所有的脈沖在屏幕上看起來(lái)都是堆疊在一起的。這允許對(duì)所有獲取幀進(jìn)行快速的可視比較。

選定的幀被設(shè)置為100,000，波形以藍(lán)色顯示在疊加幀的頂部。參考幀和所選幀之間的時(shí)間差(Delta)顯示在顯示器右側(cè)的結(jié)果面板中。

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圖5. 5 系列 MSO 分段存儲(chǔ)顯示，顯示平均總結(jié)幀信息

FastFrame分段存儲(chǔ)支持標(biāo)準(zhǔn)的樣本采集模式，以及峰值檢測(cè)和高分辨率模式。FastFrame可以在記錄結(jié)束時(shí)提供一個(gè)額外的“摘要”幀。對(duì)于采樣和高分辨率的采集模式，可以添加一個(gè)平均總結(jié)幀來(lái)顯示所有幀的平均波形。對(duì)于峰值檢測(cè)采集模式，可以添加包絡(luò)摘要來(lái)顯示所有幀中波形的最大值和最小值。

圖6. 顯示FastFrame時(shí)間戳，在顯示屏右側(cè)的結(jié)果面板中顯示幀1和幀2之間的時(shí)間間隔。顯示屏頂部的粉紅色時(shí)間趨勢(shì)柱狀圖中，所有100,000個(gè)脈沖之間的時(shí)間增量非常一致。

每一幀的波形只反映了事件的一部分。在每一幀的絕對(duì)和相對(duì)定時(shí)中也有重要的信息。每個(gè)觸發(fā)點(diǎn)的定時(shí)都具有時(shí)間戳的特征。