大師展現:示波器高刷新率煉成過程!
發布時間:2015-01-02 責任編輯:sherryyu
【導讀】很多示波器用戶無不關心示波器的刷新率指標,其實示波器的刷新率指標很重要!示波器的刷新率直接決定了捕獲異常毛刺的能力,隻有真正掌握了刷新率的本質,才能正確認識示波器的刷新率指標。
很多示波器用戶無不關心示波器的刷新率指標,近期我司FAE在與客戶交流時,很多客戶對ZDS2022示波器具有33萬次幀/秒的高刷新率很感興趣,這樣高的刷新率到底是怎樣做出來的呢?
什麼是波形刷新率?
波形刷新率又叫波形捕獲率,指的是每秒鍾波形刷新的次數,表示為波形數每秒(wfms/s)。事shi實shi上shang,示shi波bo器qi從cong采cai集ji信xin號hao到dao屏ping幕mu上shang顯xian示shi出chu信xin號hao波bo形xing的de過guo程cheng,是shi由you若ruo幹gan個ge捕bu獲huo周zhou期qi組zu成cheng的de。一yi個ge捕bu獲huo周zhou期qi包bao括kuo采cai樣yang時shi間jian和he死si區qu時shi間jian,模mo擬ni信xin號hao通tong過guoADCcaiyanglianghuabianzhuanweishuzixinhaotongshicunchu,zhenggecaiyangcunchuguochengdeshijianchengweicaiyangshijian。shiboqibixuduicunchudeshujujinxingceliangyunsuanxianshidengchuli,cainengkaishixiayicidecaiyang,zheduanshijianchengweisiqushijian。siqushijiannei,shiboqibingmeiyoujinxingboxingcaiji。yigebuhuozhouqiwanchengjiuhuijinruxiayigebuhuozhouqi。buhuozhouqidedaoshujiushiboxingshuaxinlv,rutu1.1中所示,波形刷新率=1/(Tacq+Tdeat)。

圖1.1 示波器采樣過程示意圖
影響波形刷新率的因素有哪些?
采樣時間和死區時間
如圖1.1中所示,波形刷新率為Tacq(采樣時間)和Tdeat(死區時間)的倒數,其中采樣時間由示波器屏幕的采樣窗格決定,用水平時基檔位乘以水平方向格數,當水平時基確定後,采樣時間就會固定。
而(er)死(si)區(qu)時(shi)間(jian)是(shi)由(you)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)處(chu)理(li)能(neng)力(li)決(jue)定(ding)的(de),當(dang)示(shi)波(bo)器(qi)對(dui)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)能(neng)力(li)不(bu)足(zu)時(shi),就(jiu)會(hui)對(dui)采(cai)集(ji)的(de)大(da)數(shu)據(ju)不(bu)能(neng)及(ji)時(shi)進(jin)行(xing)處(chu)理(li),死(si)區(qu)時(shi)間(jian)就(jiu)會(hui)變(bian)長(chang),刷(shua)新(xin)率(lv)就(jiu)會(hui)降(jiang)低(di);當示波器對數據的處理能力很強時,死區時間就會變短,相應刷新率就會很高。因此死區時間是影響刷新率的重要因素。
觸發釋抑時間
zengdachufashiyishijianxiangdangyubianxiangdizengjialesiqushijian,yinweizaishiyiqijian,chufadianlufengbi,chufagongnengzanting,jishiyoumanzuchufatiaojiandexinhaoboxingshiboqiyebuhuichufa,suoyiyehuiyingxiangshuaxinlv。danchufashiyishijianbingfeizhisiqushijian。
當dang對dui大da周zhou期qi重zhong複fu波bo形xing進jin行xing觸chu發fa時shi,由you於yu波bo形xing中zhong存cun在zai很hen多duo滿man足zu觸chu發fa條tiao件jian的de波bo形xing點dian,導dao致zhi觸chu發fa波bo形xing不bu穩wen定ding,為wei了le得de到dao穩wen定ding觸chu發fa的de波bo形xing,我wo們men可ke以yi設she置zhi觸chu發fa釋shi抑yi時shi間jian,使shi波bo形xing每mei次ci都dou在zai同tong一yi個ge點dian觸chu發fa,穩wen定ding顯xian示shi觸chu發fa波bo形xing。如ru圖tu1.2中,可將釋抑時間設置為>200ns但<600ns的值。

圖1.2 觸發釋抑時間
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該如何計算死區時間?
對刷新率有重要影響的死區時間是如何計算出來的呢?
當捕捉一個脈寬在40ns~60ns的異常脈衝時,合適的水平時基檔位可設在50ns/格,此時ZDS2022示波器具有33萬次幀/秒的波形刷新率,意味著每次觸發采樣占用的總捕獲時間T=1s/330KHz=3.03us,則有效的采樣時間為50ns/divX14(ZDS2022示波器水平方向有14個格)=700ns。那麼死區時間百分比為(3030-700)/3030=76.89%。
捕獲相同的異常脈衝,在相同時基檔位下,若T示波器具有50K幀/秒的刷新率,則就意味著每次觸發采樣占用的總時間為,T=1S/50KHz=20us,有效的采樣時間為50ns/divX10(該示波器水平方向有10個格)=500ns,則死區時間百分比為(20000-500)/20000=97.5%。
siqushijianyuechang,buhuodaooufaxinhaodegailvjiuhuiyuedi,dangxiaogailvyichangboxingchuxianzaisiqushijianshi,shiboqijiubuhuibuhuodaogaiyichang,duixinhaodetiaoshihuichanshenghendayingxiang。
ZDS2022示波器如何能做到高刷新率
那麼為什麼ZDS2022示波器能夠做到高達33萬次幀/秒的刷新率呢?死區時間低至76.89%,比一般示波器97.5%的死區時間竟然低了21.13%!

圖1.3 波形合成器框圖
ZDS2022示波器采用超大規模FPGA進行波形合成,都是全硬件加速處理;
ZDS2022示波器采用超大規模FPGA集成波形顯存,總線帶寬高,使數據處理時間大大減少,且采用了多線程並行處理的方式;
ZDS2022示波器的波形合成全都采用優化算法進行處理。
ZDS2022示波器具有33萬次幀/秒的刷新率,能快速捕獲波形異常,高效實用!說再多,也不如您親自測一測!
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