如何計(jì)算示波器的死區(qū)時(shí)間

　　數(shù)字示波器的原理決定了波形觀測(cè)必然存在 死區(qū)時(shí)間，而死區(qū)時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響 示波器捕獲異常信號(hào)的能力。你當(dāng)前用的示波器的死區(qū)時(shí)間具體是多少，怎么去計(jì)算呢，答案就在此文揭曉。

　　1、采樣時(shí)間、死區(qū)時(shí)間和捕獲時(shí)間

　　數(shù)字示波器捕獲信號(hào)的過(guò)程是典型的“采集-處理-采集-處理”過(guò)程，如圖1所示為數(shù)字示波器的采集原理，一個(gè)捕獲周期由采樣時(shí)間和(處理時(shí)間)死區(qū)時(shí)間組成，如圖2所示。

　　圖1 示波器采集原理圖

　　采樣時(shí)間：是信號(hào)采樣存儲(chǔ)的過(guò)程。

　　死區(qū)時(shí)間(處理時(shí)間)：是示波器對(duì)采樣存儲(chǔ)回來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行測(cè)量運(yùn)算，顯示等處理的過(guò)程。死區(qū)時(shí)間內(nèi)示波器不進(jìn)行采集。

　　圖2 采樣時(shí)間與死區(qū)時(shí)間

　　所以：捕獲時(shí)間=采樣時(shí)間+死區(qū)時(shí)間，而捕獲時(shí)間又等于波形刷新率的倒數(shù)。

　　波形刷新率即波形捕獲率，指的是每秒捕獲波形的次數(shù)，表示為波形每秒(wfms/s)。

　　2、死區(qū)時(shí)間的計(jì)算

　　死區(qū)時(shí)間的大小影響著遺漏信號(hào)的多少，也決定了捕獲異常信號(hào)概率的大小，那么如何去計(jì)算示波器死區(qū)時(shí)間的大小呢?本次以ZDS2024 Plus示波器為例，ZDS2024 Plus的波形刷新率為330Kwfm/s，將時(shí)基檔位調(diào)制50ns/div，可以看到異常信號(hào)閃現(xiàn)在示波器的屏幕上，如圖3所示。

　　圖3 ZDS2024 Plus示波器捕獲異常信號(hào)

　　根據(jù)捕獲到的波形進(jìn)行死區(qū)時(shí)間的計(jì)算，在50ns/div的時(shí)基檔位下以下為計(jì)算的過(guò)程：

　　圖4 死區(qū)時(shí)間計(jì)算公式

　　3、死區(qū)時(shí)間對(duì)捕獲信號(hào)的影響

　　上圖4和表1為ZDS2024 Plus示波器與普通示波器的死區(qū)時(shí)間對(duì)比，在相同的時(shí)基檔位下，ZDS2024 Plus有效采樣時(shí)間為23.1%，普通示波器有效采樣時(shí)間為0.2%，相當(dāng)于在1s內(nèi)ZDS2024 Plus采集231ms，而普通示波器僅僅采集了20ms，相差20倍以上，如圖5所示。

　　圖5 不同示波器死區(qū)時(shí)間對(duì)比

　　從圖5可看出波形刷新率越高，死區(qū)時(shí)間就越短，捕獲異常信號(hào)的概率就越高;波形刷新率越低，死區(qū)時(shí)間就越長(zhǎng)，捕獲異常信號(hào)的概率就越小。

　　波形刷新率與死區(qū)時(shí)間就像拍照的瞬間，如下圖6所示，拍照的頻率越高，中間間隔的時(shí)間就越短，能抓拍到一掠而過(guò)的飛機(jī)的機(jī)率就越高，動(dòng)靜結(jié)合的美好作品就能呈現(xiàn)在我們眼前。

　　圖6拍照頻率對(duì)比圖

　　數(shù)據(jù)采集過(guò)程和數(shù)據(jù)信號(hào)處理的過(guò)程屬于串行關(guān)系，無(wú)法同時(shí)時(shí)進(jìn)行運(yùn)作，也就是采集過(guò)程無(wú)法實(shí)時(shí)的處理數(shù)據(jù)，所以若波形刷新率低，則在信號(hào)采集過(guò)程中可能導(dǎo)致漏掉關(guān)鍵的異常信號(hào)，給調(diào)試工程師一個(gè)錯(cuò)誤的判斷，無(wú)法將故障檢測(cè)出來(lái)，大大延長(zhǎng)調(diào)試時(shí)間，降低調(diào)試效率。死區(qū)時(shí)間是數(shù)字示波器與生俱來(lái)的缺陷，沒(méi)有辦法消除，但是可以盡量的減小。

　　那么如何減少死區(qū)時(shí)間呢?

　　死區(qū)時(shí)間與波形刷新率息息有關(guān)，要減少死區(qū)時(shí)間，必須增大波形刷新率，ZDS2024 Plus示波器具有330Kwfm/s的波形刷新率，讓異常信號(hào)一覽無(wú)余，ZDS4054 Plus示波器具有1Mwfm/s的波形刷新率，可以更快更可靠的查找故障，縮短故障排查所需要的時(shí)間。