示波器分段存儲功能設置與應用

ID:689795 · 發表于 2021-3-9 14:28

要了解示波器的分段存儲功能，我們先來看看這個功能解決了什么問題，存在的價值是什么。

首先我們要明確一點，數字示波器通過ADC模數轉換器將模擬信號轉換成了數字信號，只能努力去還原信號本來的樣子，要想達到100%還原是不可能的，那么這個還原就肯定會存在誤差，誤差小的時候我們能接受，有時候誤差大了可能信號基本的樣子都變了，那自然不是我們想要的結果。

示波器作為一個系統，影響其測量精度的因素有很多種，其中比較重要的因素就是示波器的帶寬和采樣率，而示波器的采樣率 = 存儲深度 ÷ 波形記錄時長，采樣率的上限和存儲深度是固定的，我們記錄波形的時長如果超過一定程度，由于存儲深度的限制，采樣率就必然相應的也要降低。采樣率下降就有可能導致信號失真。

比如下圖是一個I2C總線信號，圖左邊時基是20us，圖右邊時基是20s。可以看到圖左邊是正常的脈沖信號，此時的采樣率是1G Sa/s。圖右邊由于波形記錄時長增加，采樣率下降到了500K Sa/s。

我們將圖右邊的波形暫停后展開，可以看到由于采樣率不足，信號已經嚴重失真了。

那么有沒有辦法來解決或者緩解這種情況呢？

我們將示波器的時基打到10ms，可以看到我們采集到的I2C總線信號有很大一部分時間采集的其實都是無用信息。我們真正需要看的信號只是整個周期的一小段。并且無用信息和有用信息之間的周期都是大致一致的。那么我們是不是可以讓示波器只記錄有用信息的那一段，無用信息的那段就不記錄，這樣不就可以節省大量的存儲深度，從而緩解甚至解決之前出現的那種問題了嗎？

而這個功能，其實就是我們今天要講的分段存儲。分段存儲其實就是讓示波器只記錄我們想要的片段，從而可以更高效地利用示波器的存儲深度且保證波形細節。在足夠的采樣率下捕獲多個波形事件，以便進行有效的分析。分段存儲還可以幫助測試者捕獲偶發信號和更優化地保存和顯示所需的數據。

我們來看看如何設置分段存儲以記錄上圖中I2C總線信號的有用片段，以及如何用分段存儲來捕獲偶發信號和更優化地保存所需的數據。

首先，我們調整示波器的時基，設置好觸發方式，使得有用信息部分占滿整個示波器屏幕，如下圖所示，可見此時的采樣率為1GSa/s

接著，我們打開示波器將記錄長度設為合適值，然后打開分段存儲設置，設置要存儲的段數，比如下圖設置成了86段，代表示波器會記錄86段上圖那樣的有用信息。點擊開啟分段存儲。

最后，點擊Run/Stop，示波器開始分段記錄每次的有用信息。采集完86段后示波器會停止采集，我們可以選擇查看每段信號以及展開查看每段信號的細節，如下圖展開觀察了第68段。

另外，分段存儲還可以用于捕獲異常信號。不同于單次觸發只能捕捉一次，分段存儲可以根據調節的存儲深度捕獲至多上萬次。比如我們要捕獲30個異常脈沖，首先我們把示波器的觸發模式改為正常，調節好觸發方式（類似單次觸發的操作），當異常信號沒有到來的時候示波器處于等待狀態，可以看到采集到的信號個數是0/30

當異常信號脈沖到來的時候，示波器會觸發成功并記錄一次波形，直到30個這樣的脈沖記錄完后示波器就會停止記錄。我們可以單獨查看這30個脈沖信號，也可以設置將第幾段到第幾段擬合，也就是將捕獲的信號算法重疊，便于快速找到記錄信號中的異常。

ID:887027 · 發表于 2021-3-10 13:38

分析信號有時候一個20塊的邏輯分析儀比示波器好用

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示波器分段存儲功能設置與應用