成为DSO专家:扩展示波器用途的另外十个技巧
发现信号异常
全部实例测量是示波器基于采集波形每个周期进行时序测量的能力。如果你测量每个周期,你可以显示跟踪图,用于展示被测参数随时间的变化,而该变化与采集的信号输入是完全同步的。图7包含这一功能的例子。

图7:使用上升时间跟踪参数寻找具有缓慢上升时间的单个波形周期。
采集信号是一个具有781个周期的4MHz正弦波。从上升时间参数(P1)统计数据看,我们可以发现每个周期要做一次测量,因此共有781个值。上升时间的平均值是2.88ns。最小值是接近平均值的2.8ns,但最大值是27ns。打开上升时间跟踪曲线数学轨迹F1,我们可以在轨迹中心附近看到一个峰值。跟踪图显示了随时间变化的每个周期测量值。它在时间上与轨迹C1中所采集的波形是同步的。跟踪到的上升时间最大值是27ns。其位置与具有缓慢上升时间的周期在时间上是同步的。
将缩放轨迹Z1和Z2分别用作C1和F1的缩放图,同时应用多次缩放功能进行水平跟踪,我们可以扩展它们寻找到对应于最大周期值的单个周期。
这是全部实例测量的优势。你可以见到以单个周期为基础的波形时序变化。这种技术可以代替使用WaveScan搜索功能寻找具有缓慢上升时间的这种脉冲。
均方根和标准偏差
均方根(rms)和标准偏差(sdev)是密切相关的测量。rms的计算公式是:

其中N是波形中的点数,Vn是第n个采样点的值。
标准偏差被定义为:

其中N是波形中的点数,Vn是第n个采样点的值,mean是V的平均值。
对于零均值的波形来说,上面两个公式是一致的,rms值和标准偏差相等。当信号均值为非零时,从每个数据点减去均值后的sdev值就是减去均值后样本的rms值。因此sdev是真正的交流rms值(在减去均值后的rms值)。
考虑图12所示3.3V电源输出上的纹波和噪声的测量。

图12:使用标准偏差(sdev)测量3.3V电源输出上噪声和纹波的交流rms值。
波形均值用参数P1进行读取。这是与纹波和噪声无关的标称直流输出。rms值P2同时包含了均值、纹波和噪声。标准偏差(参数P3中的sdev)仅读取电源输出中的交流分量(噪声和纹波)。要从每个测量点减去均值。因此标准偏差是“交流”rms值。
rms值现在变高了,因为包含了偏移量。知道均值和rms值后就可以计算sdev值了。

为了计算电源输出上只是噪声和纹波的rms值,你可以选择标准偏差或交流rms。
本文小结
至此你又掌握了另外10个示波器功能的应用,它们可以帮助你扩展这种通用仪器的用途。希望其中一些应用技巧能够帮助到你的日常工作。
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