什么是波形刷新率?普源示波器波形刷新率测量

2023-05-22 20:00   299   0  

目前在行业里面用的比较多的,或者大家认可度比较高的个国产示波器应该是普源示波器。这种示波器结构比较的紧凑,然后再进行测量的时候可以测量模拟信号,也可以测量数字信号,那这样的话就使得这个设备实际上有了更大的一个测量的范围。今天安泰测试小编给大家介绍一下DS7000系列数字示波器波形刷新率测量。




一、什么是波形刷新率?


波形刷新率指的是每秒钟波形刷新的次数,单位为波形数每秒(wfms/s)。


通常示波器的波形刷新率又被认为是波形捕获率,因为示波器就像一台高速摄像机,不断地捕获信号,处理信号,再把信号以波形图像的形式显示在屏幕上。不断捕获的信号反应在示波器的屏幕上就是不断刷新的波形图像,每一次捕获到下一次捕获之间的时间间隔是一个捕获周期,波形捕获率是单位时间(1s)内捕获波形的次数,反映的是示波器捕获信号的速度。


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普源示波器DS70000系列




和示波器的带宽或采样率相比,波形刷新率往往不是人们关注的首要指标。显示器上持续变化的波形,容易让人产生已经观测到了所有信号的错觉。然而事实却并非如此,在测量中我们经常发现,一些导致系统故障的偶发小概率异常信号,使用刷新率较低的示波器是观测不到的,这会严重影响工程师对问题的判断。而具有高刷新率的示波器却能让偶发的小概率异常信号一览无余。




可见波形捕获率是一个不可忽视的重要指标,本文我们就来介绍一下波形刷新率对示波器测量结果的影响。




二、示波器工作原理


如下图所示,为示波器的工作过程。探头采集到模拟信号通过输入通道先进入垂直放大器系统,再经过A/D采样量化为数字信号,根据触发条件将信号采集到存储器;采样后示波器的CPU单元对数据进行处理运算,在屏幕上显示之后,才能开始下一次的采样。


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示波器采集波形、存储、处理波形和显示波形的过程组成了一个完整的捕获周期,每一个捕获周期包括采样时间和死区时间两个部分。




1、采样时间


完成一次触发的采集、存储时间称为采样时间。采样时间是示波器的显示采集窗口,可以用水平时基乘以屏幕水平方向格数来计算。


2、死区时间


处理和显示波形的时间被称为死区时间。


示波器的采样和触发主要由硬件器件完成,它的速度非常快;而处理过程涉及大量的运算,它的速度主要取决于处理芯片的运算速率和算法架构等。由于数据采样的速度远远大于数据处理速度,所以不得不在数据处理期间停止采样,这就导致在数据处理期间内的所有波形因没有被采集而丢失。




三、波形刷新率的影响


由于示波器在死区时间内不采样数据,导致示波器捕获到的波形存在遗漏,那么减少死区时间在捕获周期中所占的百分比,有助于减少信号遗漏。


死区时间在捕获周期中所占的百分比为:


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尽管如前面所述,示波器的死区时间远大于采样时间几个数量级。但是根据如上公式我们可以看到,采样时间相同的两台示波器,支持波形刷新率越高的示波器,其死区时间在捕获周期中所占的百分比越低,遗漏的信号越少。




正如前边提到,虽然示波器刷新率不是我们主要的关注,但是刷新率较低的示波器会严重影响工程师对问题的判断,因此,一款拥有超高刷新率的示波器,可以减少采集波形的遗漏,提高捕获信号中偶发异常事件的概率,进而提高故障调试的效率,是工程师的得力助手。




DS70000系列数字示波器是RIGOL自主研发的第七代数字示波器,充分发挥了RIGOL自主设计的“凤凰座”示波器专用芯片组卓越性能,实现了国内最高的20GSa/s采样率、4GHz实时带宽。除硬件指标的提升,DS70000系列数字示波器还提供了多种人性化设计,保证了高质量的客户体验。




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