在測量過程中,高的波形捕獲率對于示波器來說很重要,它可以提高示波器捕獲隨機事件和低概率事件的能力。
在說明波形捕獲率之前,首先需弄清楚死區(qū)時間的概念。
何謂死區(qū)時間?即:兩次采集之間,示波器觸發(fā)釋抑、重新準備下一次采集、數(shù)據(jù)處理時間的總和。死區(qū)時間可能比采集時間長,而且長很多。下圖顯示了一個波形捕獲周期的示意圖。波形捕獲率即為捕獲周期時間的倒數(shù)。
在上圖中,捕獲的死區(qū)時間包括固定死區(qū)時間和可變死區(qū)時間兩部分。固定死區(qū)時間取決于各個儀器的架構本身。可變死區(qū)時間則取決于處理所需的時間,它與設定的捕獲樣本數(shù)(記錄長度)、水平刻度、采樣率以及所選的后處理功能有關(例如,插值、數(shù)學函數(shù)、測量與分析等)。
死區(qū)時間過長容易導致一些關鍵信號信息丟失。如下圖所示。
根據(jù)以下公式,如果波形捕獲時間(即:樣本數(shù)*分辨率,或10格*水平刻度)、波形捕獲率和信號事件發(fā)生概率均已確定,那么增加測量時間可加大捕獲并顯示信號事件的概率。
其中:
P:捕獲偶發(fā)重復信號事件的概率 [單位是 %]
GlitchRate:信號故障頻率(例如,重復脈沖干擾)[單位是 1/s]
T:有效捕獲時間或波形顯示時間(記錄長度/采樣速率,或記錄長度 * 分辨率,或 10 * 時間量程/格)[單位是 s]
AcqRate:波形捕獲率 [單位是 wfms/s]
Tmeasure:測量時間 [單位是 s]
下面舉例說明。
例一:
假定毛刺出現(xiàn)頻率為10次每秒,觀察時間窗口為50ns(10格*5ns/div),觀察時間為5s。
按上述公式進行計算如下:
(1)若波形捕獲率為1000次波形每秒:
死區(qū)時間%=(1ms-50ns)/1ms=99.995%
毛刺捕獲概率P=100-100*(1-10*50ns)1000*5s=0.25%
(2)若波形捕獲率為100萬次波形每秒:
死區(qū)時間%=(1us-50ns)/1us=95%
毛刺捕獲概率P=100-100*(1-10*50ns)1000000*5s=91.8%
見下圖所示。
例二:
假定某個信號帶有一個每秒重復10次的異常。要使該信號顯示在示波器上,所采用的水平刻度為10ns/div,如果所用顯示屏有10個水平格,則可以計算100ns的有效捕獲時間。為了確保捕獲所需信號事件的置信度較高,需要達到99.9%的概率?,F(xiàn)在,所需的測試時間取決于示波器的波形捕獲率,結果見下表:
表1 捕獲重復異常信號所需時間
因此,波形捕獲率和水平刻度、記錄長度、采樣率的設置都有關系。在實際測量過程中,需要根據(jù)實際的被測信號在這些參數(shù)設置中找到一個平衡點,以最高的捕獲概率查看波形,提高調試效率。