引言
現代數字示波器基本內置了豐富的參數測量功能,用戶可以借助參數測量功能以更好地對被測信號進行分析并選取出自己感興趣的測量項。
默認的測量配置可以滿足大部分情況下的測試需求,但如果需要針對待測信號進行更為精準的測量則需要根據待測信號的特點手動進行測量設置的調整,如幅度計算策略、測量門限和閾值電平等。由于每個參數背后的測量算法不同,測量設置的變化可能會影響到部分參數的測量結果。
閾值電平設置導致的結果變化
示波器的參數測量功能是基于軟件來實現的,軟件方法和硬件方法在測量規則波形時能夠取得相似的測量值,但對于不規則波形的測量值就會有較大的差異,軟件選取當前屏幕顯示的一幀波形,獲取不同參數計算所需的數值并得到測試結果。
示波器周期測量的測試點選取
但如下圖所示,輸出兩路幅度相同頻率均為1kHz的正弦波信號,打開參數測量功能可以看到C1波形的測量結果已經出現錯誤,測量出的頻率與右上角的硬件頻率計數器結果相差較大,硬件測量結果與輸出的波形相符且手動使用光標估計的頻率也與設定值相近,初步分析應該是軟件計算錯誤。
在測量結果中可以明顯看到,C1通道的幾個測量項統計結果均遠遠大于C2通道的,數據選取量更多。C2通道中針對周期的統計次數每次增加4次,根據手冊我們了解到示波器計算周期的方式,從上升沿50%幅值處至下一個上升沿的50%幅值處為一個周期,圖中顯示的可計算周期數確實為4個,由此可見C1通道參數測量中混入了許多其他的取樣點,推測可能是閾值電平設置不當導致的。
C1波形測量值錯誤示意圖
閾值電平相關的設置如下所示,由圖可見,閾值電平是針對C1通道進行設置的,且設置的閾值類型為絕對值,設定的低值中值和高值數值相近并沒有區分開來,閾值電平是用來自定義需要測量的信號幅度范圍。
頻率與周期成倒數關系,周期測出來的數值很小,選取的點可能為閾值電平附近的干擾信號,其中存在穿過閾值符合參數算法計算條件的點,軟件讀取的這些測試點的數據并計算出對應的參數,在閾值電平范圍較小,波形較緩慢的區域較為容易出現這種情況。
閾值電平的設置
利用脈沖數量的統計可以更清楚地看到在閾值電平設置不當時,噪聲等干擾信號對參數測量結果的影響。兩路通道的脈沖數量均為五個,但把閾值電平范圍調小并放在C1波形頂端較粗處時,將許多穿過閾值高值后下降至低于閾值低值的干擾信號視作符合條件的脈沖。
總結
在進行參數測量時,需要明確自己的測試對象以及想要獲得的測試數據,根據實際的需要選擇合適的參數進行測量,并設定好測量的范圍,以免引入其它無關的變量導致測量結果錯誤。(鼎陽AE)