采樣時間、死區(qū)時間和捕獲時間

數(shù)字示波器捕獲信號的過程是典型的“采集-處理-采集-處理”，如圖1所示為數(shù)字示波器的采集原理，一個捕獲周期由采樣時間和處理時間（死區(qū)時間）組成，如圖2所示。

圖1 示波器采集原理圖

采樣時間：是信號采樣存儲的過程。

圖2 采樣時間與死區(qū)時間

捕獲時間=采樣時間+死區(qū)時間，而捕獲時間又等于波形刷新率的倒數(shù)。

波形刷新率即波形捕獲率，指的是每秒捕獲波形的次數(shù)，表示為波形每秒（wfms/s）。

死區(qū)時間的計算

死區(qū)時間的大小影響著遺漏信號的多少，也決定了捕獲異常信號概率的大小，那么如何去計算示波器死區(qū)時間的大小呢？

本次以ZDS4054 Plus示波器為例，ZDS4054 Plus的波形刷新率為1Mwfm/s，將時基檔位調制200ns/div，可以看到異常信號閃現(xiàn)在示波器的屏幕上。

如圖3所示。

圖3 ZDS4054 Plus示波器捕獲異常信號

根據(jù)捕獲到的波形進行死區(qū)時間的計算，在50ns/div的時基檔位下以下為計算的過程：

圖4 死區(qū)時間計算公式

死區(qū)時間對捕獲信號的影響

上圖4和表1為ZDS4054 Plus示波器與普通示波器的死區(qū)時間對比，在相同的時基檔位下，ZDS4054 Plus有效采樣時間為70%，普通示波器有效采樣時間為12.6%，相當于在1s內ZDS4054 Plus采集700ms，而普通示波器僅僅采集了126ms，相差5倍以上，如圖5所示。

圖5 不同示波器死區(qū)時間對比

從圖5可看出波形刷新率越高，死區(qū)時間就越短，捕獲異常信號的概率就越高；波形刷新率越低，死區(qū)時間就越長，捕獲異常信號的概率就越小。

波形刷新率與死區(qū)時間就像拍照的瞬間，如下圖6所示，拍照的頻率越高，中間間隔的時間就越短，能抓拍到一掠而過的飛機的機率就越高，動靜結合的美好作品就能呈現(xiàn)在我們眼前。

圖6 拍照頻率對比圖

數(shù)據(jù)采集過程和數(shù)據(jù)信號處理的過程屬于串行關系，無法同時時進行運作，也就是采集過程無法實時的處理數(shù)據(jù)，所以若波形刷新率低，則在信號采集過程中可能導致漏掉關鍵的異常信號，給調試工程師一個錯誤的判斷，無法將故障檢測出來，大大延長調試時間，降低調試效率。死區(qū)時間是數(shù)字示波器與生俱來的缺陷，沒有辦法消除，但是可以盡量的減小。

那么如何減少死區(qū)時間呢？

死區(qū)時間與波形刷新率息息有關，要減少死區(qū)時間，必須增大波形刷新率，ZDS4054 Plus示波器具有1Mwfm/s的波形刷新率，讓異常信號一覽無余，可以更快更可靠的查找故障，縮短故障排查所需要的時間。

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審核編輯：湯梓紅