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量一些參數(shù)幫助大家優(yōu)化設(shè)計方案。示波器的測量方法大致有三種:刻度測量;光標(biāo)測量;自動測量。刻度測量就是根據(jù)波形所占格數(shù)進(jìn)行估測,估測的準(zhǔn)確度當(dāng)然是比較低的,只適合做定性分析。要測量的話,還需要從光標(biāo)測量和自動測量兩種方式中選擇。那么,到底哪種測量方式測的結(jié)果更準(zhǔn)確呢?
首先,我們從原理上來了解一下光標(biāo)測量和自動測量。
1、光標(biāo)測量,光標(biāo)測量的原理很簡單,以ZDS2024plus為例,打開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之間的差值即為測量值。光標(biāo)測量由于是人為手動測量,所以會引入一定的人為誤差。但是相對于噪聲大的信號來說,光標(biāo)測量可以人為的去忽略掉這部分噪聲,更能把握波形重點。
2、自動測量,當(dāng)示波器正確捕獲波形后,示波器可以對波形參數(shù)進(jìn)行自動測量。自動測量需要參考點,一般稱為Vtop(頂部值) 和Vbase(底部值),參考點的測量采用幅度統(tǒng)計方法。示波器的工作過程是對捕獲波形進(jìn)行的幅度分析,先確定zui大值Max和zui小值Min,然后對zui小電壓上的40%和zui大電壓下的40%進(jìn)行分析,然后進(jìn)行累積概率統(tǒng)計,出現(xiàn)概率zui大的值為Vtop 和Vbase。不用統(tǒng)計中間20%部分,防止被測波形是3態(tài)信號得出錯誤結(jié)果。
一旦測出Vtop 和Vbase,示波器就可以對電壓和時間以及其他參數(shù)進(jìn)行自動測量。常見的參數(shù)有,峰峰值、幅值、上升時間、下降時間、脈寬等。
對于周期性的波形信號來說,自動測量相對于光標(biāo)測量來說,統(tǒng)計的數(shù)據(jù)量多,測量結(jié)果為統(tǒng)計數(shù)據(jù)的平均值,相對來說更加準(zhǔn)確。但是如果信號噪聲很大,自動測量則有可能將噪聲也統(tǒng)計進(jìn)去,所得結(jié)果也會有較大誤差。自動測量項目一般為常規(guī)項目,當(dāng)有特殊需求時,自動測量便無能為力了,比如測量下圖抖動波形。
3、怎么樣讓光標(biāo)法測的更準(zhǔn)?
光標(biāo)法測量,以測量一個方波信號的脈寬為例,相信有很多工程師都如下圖這樣操作的。然而光標(biāo)測量結(jié)果494ns,自動測量結(jié)果卻是470.1ns,相差24ns。
為什么會出現(xiàn)這種情況呢?示波器自動測量的門限是為Vtop與Vbase之間50%的位置,所以測量的結(jié)果也是以50%處為準(zhǔn),這種測量方法也更為科學(xué)。在用光標(biāo)測量時,如果將測量點選在Vtop與Vbase的50%處,這樣測出的結(jié)果便和自動測量結(jié)果相差無幾了。如下圖,光標(biāo)測量470ns,自動測量470.1ns。
總結(jié):光標(biāo)測量和自動測量哪個更準(zhǔn)?答案是看波形而定。
1.自動測量適用于周期性,波形較好的情況下,統(tǒng)計的數(shù)據(jù)多,測量更準(zhǔn)確。
2.光標(biāo)測量適用于信號中噪聲較多,波形復(fù)雜的情況,光標(biāo)測量可以人為的忽略一些不重要的信號,避免因干擾引起的測量錯誤。
3.自動測量只能測量一些常規(guī)測量項(ZDS2024plus支持51種真正意義的參數(shù)測量),如果有特殊測量項,則只能靠光標(biāo)來完成。