示波器死區時間和波形捕獲率對測量的影響_泰克代理商

什么是死區時間 

要想了解死區時間的來源,需要先對數字示波器的結構有一個基本的了解。

被測信號通過輸入通道進入示波器,并通過垂直系統中的衰減器和放大器加以調節。模數轉換器(ADC)按照固定的時間間隔對信號進行采樣,并將各個信號振幅轉換成離散的數字值,稱為“樣本點”。采集模塊隨后則執行處理功能,例如樣本抽取,默認一般都為采樣模式。輸出數據作為樣本點(samples)存儲在采集存儲器中。存儲的樣點數目用戶可以通過記錄長度進行設置。 

根據用戶的需求,還可以對這些樣本點進一步后處理。后處理任務包括算數功能(例如求平均值)、數學運算(例如FIR 濾波)、自動測量(例如上升時間或下降時間)以及分析功能(例如直方或模板測試)。其他后處理例如還包括協議解碼、抖動分析和矢量信號分析等等。 

對于數字示波器而言,基本上對波形樣本執行的處理步驟沒有任何限制。這些后處理功能或者使用軟件通過該儀器的主處理程序執行,或者使用專用的ASIC或FPGA硬件執行,具體取決于示波器的結構。最終結果隨后通過示波器的顯示屏呈現給用戶。 

從1和2中可以看到R&S RTO系列示波器和傳統數字示波器的在信號處理過程上的區別,它使用了專門獨立開發的ASIC芯片RTC和FPGA來實現波形樣本的后處理,如通道校準、樣本抽取、數字濾波、math、直方測量、模板測試以及FFT、自動測量、協議解碼等等,大大降低了主處理器的工作負荷,同時在RTO芯片中用數字觸發取代了模擬觸發電路,消除了模擬觸發電路帶來的觸發抖動,傳統的中高端示波器為了減小這部分抖動,需要大量的DSP后處理。硬件結構上的創新,極大的縮短了RTO示波器波形樣本后處理所耗費的時間。 

示波器從信號采樣捕獲到波形樣本的處理顯示這一周期,稱為捕獲周期,在前一個捕獲周期結束后,示波器才能夠捕獲下一個新波形。所以,數字示波器將捕獲周期的大部分時間都用于對波形樣本的后處理上,在這一處理過程中,示波器就處于無信號狀態,無法繼續監測被測信號。從根本上來說,死區時間就是數字示波器對波形樣本后處理所需要的時間。 


2019年04月09日

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