示波器分段存储采集

2019-11-18来源: elecfans关键字:示波器  分段存储采集  带宽  采样率

所有示波器都具有数量有限的采集存储器,示波器的存储器深度决定波形时间和以特定采样率捕获到的串行数据包数量。可以将示波器的时基设为很慢的时间/格设置,以便延长捕获时间间隔并增加串行数据包数量;但是当时基设置超出基于最高采样率下的最大时间间隔时,示波器便会自动降低采样率。在这种情况下,示波器无法提供精确的水平和垂直波形细节(基于示波器的指定带宽和最大采样率)。


●传统的单次采集与分段存储采集

如果需要捕获较长时间和更多的串行数据包,同时仍在高采样率下进行数字化处理,只需购买配备更深存储的示波器即可。然而,配有千兆级采集存储器的示波器非常昂贵。

示波器分段存储采集

假如一台示波器最大存储深度为 4 M点,最大采样率为 5 GSa/s。这意味着在最大采样率为 5 GSa/s 时,示波器可以捕获的最大连续时间为 800 μs(捕获时间 = 存储深度/ 采样率)。如果一台示波器的最大存储器深度为 1 M 点,最大采样率为 2 GSa/s 时,这意味着在最大采样率为2GSa/s 时,示波器可以捕获的最大连续时间为500 μs。


上图是在最大采样率下仅捕获三个窄脉冲的示例。但是,如果需要捕获并比较 100 个连续脉冲或猝发信号… 甚至 1,000 个连续脉冲或串行数据包,该怎么办?如果需要采集的信号在重要波形分段(例如低占空比脉冲或串行数据包猝发)之间具有较长的信号空闲时间,那么具有分段存储器采集功能的示波器是更为经济的解决方案。

示波器分段存储采集

通过将示波器的可用采集存储器划分为较小的存储器分段,分段存储采集模式可以有效地延长示波器的总采集时间。示波器可以在高采样率下,有选择性地针对被测波形的重要部分进行数字化处理。由此,示波器能够以极快的重新准备时间捕获很多的连续单次波形,同时不会错过重要的信号信息(如上图所示)。


执行分段存储采样后,您可以在无限余辉显示屏中轻松查看所有捕获到的波形(重叠显示),并快速滚动查看每个独立的波形分段。对于串行总线应用,示波器还可以自动对每个已捕获的数据包/ 分段进行协议解码。尽管示波器并没有针对每个分段间的大部分信号静寂/空闲时间进行捕获,但是它为每个分段提供时间标签,使您能够了解所捕获的每个脉冲、猝发或串行数据包之间的精准时间间隔。


此类示波器采样的常见测量应用包括高能物理测量、激光脉冲测量、雷达猝发测量和封包串行总线测量。


●分段存储在捕获一系列极低占空比激光脉冲的应用实例

示波器分段存储采集的一个传统应用是捕获在高能物理(HEP)实验中产生的电脉冲,例如捕获和分析激光脉冲。下图显示了已采集的 1000 个连续激光脉冲,脉冲宽度约为 15 ns,脉冲间隔时间约为13μs。所有 1000 个被捕获的脉冲均以无限余辉模式显示,而当前选择的分段以通道分配的颜色(通道1为黄色)显示。

示波器分段存储采集

除了能够在无限余辉显示屏中查看所有捕获脉冲外,还可以单独查看每个捕获到的脉冲,以执行更详细的分析。


请注意,如示波器显示器左下角的分段时间标签所示,第 1000 个捕获到的脉冲在第一个捕获脉冲之后 133.693 ms 时出现。使用传统示波器以5 GSa/s的采样率捕获在此时间内出现的脉冲,需要600M点的存储深度。如果这些激光脉冲间隔为10ms,那么在10秒连续采集时间(1000x10ms=10s)内所捕获的数据需要50G点以上的存储深度。可惜目前市场上的示波器还不具备如此大的存储深度。即便您找到了符合要求的型号,也会对它的高价位望而却步!但是如果使用分段存储器,由于它只选择性地捕获每个脉冲周围一小段时间内的信号,而在信号空闲时间内关闭示波器的数字转换器,所以分段存储示波器能够凭借其可用的采集存储器,以更合理的价格轻松地捕获这么多的信息。


类似的高能物理应用包括测量由围绕环形加速器飞行的亚原子粒子所生成的信号的能量和脉冲形状(粒子物理)。假设亚原子粒子以接近光速(299,792,458 m/s)的速度沿着3km长的环形加速器飞行,在这个3km环上某个位置的单个检测器大约每 10μs产生一次电脉冲。借助分段存储器采集,您可以轻松地捕获、比较和分析由这些具有精确时间标记的亚原子粒子所生成的连续脉冲。


分段存储采集的应用范围日益广泛,不再是仅与特定应用(高能物理实验)有关的特殊示波器功能。目前,很多数字存储示波器均采用分段存储器采集功能。分段存储器采集可以优化示波器的可用采集存储器,以便有效地延长示波器单次采集的时间间隔。与串行总线协议的解码和触发结合使用时,该采集模式能够更高效地调试串行总线应用。

关键字:示波器  分段存储采集  带宽  采样率 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic480279.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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