示波器測高頻脈沖信號失真解決的方法
出處:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2021-01-08 15:03:38
有位深圳福田華強(qiáng)北的工程師是專門研發(fā)生產(chǎn)屏幕的,需要用示波器測量出蘋果平板電腦 ipad 給屏幕上電時的一串脈沖信號,示波器捕捉下來后,他就可以對照著模擬出這段信號。但是這位朋友測了好幾次都不成功,或者對捕捉到的信號不滿意,因此他特意帶著他的麥科信平板示波器和其他相關(guān)設(shè)備來上門咨詢了
首先他演示了一遍他的測量方法,他一共需要測量三路信號,分別連接了示波器的三個通道。當(dāng)通道三上電產(chǎn)生一個直流電時,通道一和通道二就會分別產(chǎn)生一段脈沖正負(fù)間隔并且脈寬有差異的信號,而他需要觀察的就是通道一的脈沖變化規(guī)律,以此作為依據(jù)做出模擬。
通道三產(chǎn)生的直流電在二點(diǎn)幾伏,通道一和通道二的脈沖在±500mV 以內(nèi)。因此他把通道一和通道二的垂直檔位設(shè)置為了 200mV/p,通道三的垂直檔位設(shè)置為了 1V/p。接著他把示波器的時基打到了 500ms,也就是一屏幕記錄 500*14ms 的波形,既時長 7 秒的信號。
接著他將信號分別接入三個通道,然后進(jìn)行上電,示波器在 500ms 時基下進(jìn)入了滾屏模式,因此他可以實(shí)時看到信號的變化,當(dāng)捕捉完一屏幕信號后,他按下暫停鍵,然后調(diào)節(jié)時基展開信號,觀察通道一脈沖密集處的信號??墒钦归_以后看到的波形卻令他大失所望,因?yàn)轭A(yù)期的方波都變成了鋸齒波。甚至還丟失了部分脈沖信號。
其實(shí)他的操作并沒有問題,問題出在他的操作必須要求示波器有很大的存儲深度,這樣在時基打大的時候,采樣率就不會降低太多。他這個脈沖信號一個周期實(shí)際上是在 1us 左右,也就是 1M 的頻率,此時示波器的帶寬還是滿足測量條件的,但是采樣率收到存儲深度所限,已經(jīng)下降太多。理想的測量采樣率應(yīng)該是在 5M/s-20M/s 左右。
這里和分享一個基本的知識點(diǎn),就是示波器的實(shí)時采樣率是 = 示波器存儲深度 ÷ 波形記錄時長,由這個公式可見,由于示波器的存儲深度是固定的,因此波形記錄時長越長,示波器的實(shí)時采樣率就越低。我們購買示波器的時候總是會看到示波器標(biāo)注采樣率 1G/s 或者 2G/s,往往忽略了存儲深度這個指標(biāo),實(shí)際上在測量的過程中,如果示波器的存儲深度太低,示波器是無法保持這個標(biāo)注的采樣率的。
找到了問題所在,解決起來也就容易了。首先,我們把示波器的存儲深度調(diào)到 28Mpts,默認(rèn)是自動的。由于示波器打開了三個通道,因此每個通道分到 7Mpts。
然后通過對之前捕捉信號的整體觀察,我們將時基打到 1ms,將觸發(fā)方式設(shè)為邊沿上升觸發(fā),觸發(fā)電平上移到 292mV,然后點(diǎn)擊 Single SEQ,打算采用單次觸發(fā)的方式來捕捉信號。設(shè)置好以后,進(jìn)行上電,然后示波器就捕捉到了如下圖所示的信號。
然后,我們停止信號,調(diào)節(jié)時基再將信號展開,就可以清晰的看到通道一的每個脈沖,以及那個脈寬比較大的脈沖。用戶比較好奇,為什么脈沖信號上方有比較明顯的突起,也就是過沖。實(shí)際上是因?yàn)樗?a target="_blank">接地線太長了導(dǎo)致的,開啟低通濾波也可以緩解這種顯示情況。
后來我們拿了臺即將上市的樣機(jī),存儲深度要大很多,用他 開始的方法測了一下,由于存儲深度夠大,500ms 時基也展開后也照樣沒有失真。因此,更加驗(yàn)證了存儲深度的重要性。
,該用戶保存下了他所需要的波形數(shù)據(jù),滿載而歸。相信 他的問題也就解決了。
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