當(dāng)示波器停止采樣時(shí),將原來(lái)的波形垂直放大后會(huì)存在鋸齒狀,這是什么原因呢?這里跟跟大家一起剖析一下?! ”疚囊訸DS4054Plus示波器為測(cè)試工具,原因闡述 1、運(yùn)行狀態(tài)下 當(dāng)示波器處于【Run】時(shí),示波器模擬前端會(huì)根據(jù)不同的垂直檔位,始終會(huì)將信號(hào)的幅度調(diào)理到ADC合適的范圍內(nèi),再進(jìn)行量化,所以運(yùn)行狀態(tài)下的波形放大,不會(huì)存在鋸齒現(xiàn)象。 ·在200mv/div的檔位下,垂直分辨率(25LSB/div)為8mv ·在50mv/div的檔位下,垂直分辨率(25LSB/div)為2mv 垂直檔位越小,分辨率越高,則采集到的波形測(cè)量精度就越高,這個(gè)就是推薦波形盡量鋪滿格子的原因?! ?、停止?fàn)顟B(tài)下 在停止?fàn)顟B(tài)下波形不進(jìn)行采集,也就是停止?fàn)顟B(tài)無(wú)論垂直檔位怎么變化,仍然會(huì)保持停止時(shí)(200mv/div)的垂直精度8mv,所以當(dāng)把波形的垂直方向放大4倍時(shí)(50mv/div),那么采樣點(diǎn)與采樣點(diǎn)之間的垂直距離就會(huì)變大,當(dāng)然這僅僅只是進(jìn)行數(shù)字化放大,示波器此時(shí)會(huì)進(jìn)行插值保持,插值保持下波形會(huì)以階梯的形式連接,這也是產(chǎn)生鋸齒的原因?! ±斫庹`區(qū):插值保持與插值算法有關(guān)么? 前面我們提到了插值保持,那么有的工程師可能就會(huì)想到,會(huì)不會(huì)是由于插值算法的原因?qū)е铝瞬ㄐ畏糯蠛蟪霈F(xiàn)了鋸齒狀呢?畢竟線性插值是以點(diǎn)的方式連接,出現(xiàn)鋸齒狀也很正常。答案是否定的,下面從原理層來(lái)分析一下?! ∈紫冉忉屢幌潞沃^插值算法,對(duì)于很多示波器都會(huì)有不同的插值模式,常見(jiàn)的分為正弦插值和線性插值,在實(shí)際使用過(guò)程中,如果示波器ADC的采樣率不足以恢復(fù)真實(shí)信號(hào),我們需選擇不同的插值方式進(jìn)行測(cè)試分析: 1、正弦插值 正弦內(nèi)插是示波器默認(rèn)的插值方式,也是常用的插值方式。通過(guò)正弦內(nèi)插的方式,能夠比較準(zhǔn)確和平滑地還原真實(shí)波形信號(hào)。利用曲線來(lái)連接樣點(diǎn),通用性更強(qiáng)。這種方法彎曲信號(hào)波形,使之產(chǎn)生比純方波和脈沖更為現(xiàn)實(shí)的普通波形。如圖4所示為采樣正弦插值的方式,觀察到的放大后的波形。 2、線性插值 線性內(nèi)插是較為簡(jiǎn)單的插值方式,計(jì)算量最小。在ADC的相鄰采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)之間按照線性多項(xiàng)式的計(jì)算方式插入一個(gè)計(jì)算值,插入的這個(gè)點(diǎn)為相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)連線上的值。如下圖5所示位采用線性內(nèi)插方式測(cè)試波形,是通過(guò)點(diǎn)與點(diǎn)之間的直接連接形成的波形,細(xì)節(jié)上能夠看到類似于鋸齒波的形狀,這種插值方式局限于直邊緣的信號(hào)。 通過(guò)這兩種插值方式對(duì)比,大家會(huì)發(fā)現(xiàn)正弦內(nèi)插利用曲線連接采樣點(diǎn),線性內(nèi)插通過(guò)點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接形成波形,大家可能會(huì)傾向于線性插值的原因形成了放大之后的鋸齒狀。需要注意的是:插值算法是在ADC采樣時(shí)進(jìn)行的,當(dāng)采樣停止后,示波器才會(huì)進(jìn)行插值保持,插值保持下采樣點(diǎn)之間會(huì)以階梯的形式連接,因此示波器停止下的放大只是單純的數(shù)字化放大,是示波器插值保持的結(jié)果,這與使用何種插值算法完全無(wú)關(guān)。
現(xiàn)如今,模擬和數(shù)字示波器能夠勝任大多數(shù)的應(yīng)用。那么示波器既然如此重要,那么在我們平常的電子測(cè)試測(cè)量中,示波器的作用是什么呢? 1、可以測(cè)量直流信號(hào)、交流信號(hào)的電壓幅度 2、可以測(cè)量交流信號(hào)的周期,并以此換算出交流信號(hào)的頻率?! ?、可顯示交流信號(hào)的波形?! ?、可以用兩個(gè)通道分別進(jìn)行信號(hào)測(cè)量。 5、可以在屏幕上同時(shí)顯示兩個(gè)信號(hào)的波形,即雙蹤測(cè)量作用。此作用能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的相位差,和波形之間形狀的差別。