示波器的插值模式

2.2 信號(hào)的抽取

在對(duì)ADC采集的信號(hào)做數(shù)據(jù)抽取時(shí)，要特別關(guān)注采樣率，避免出現(xiàn)欠采樣，這是很多示波器使用者常常容易忽視的問(wèn)題。不同的抽取方式，針對(duì)不同的測(cè)試信號(hào)，能夠降低噪聲對(duì)信號(hào)干擾，提高測(cè)試分辨率。因此，我們?cè)谑褂贸槿》绞綔y(cè)試時(shí)，要“對(duì)癥下藥”。

3 示波器采樣率

本文以R&S示波器RTO1044來(lái)分析示波器插值模式。其ADC的固定常數(shù)采樣率為20G/S ,通過(guò)三種不同的內(nèi)插值方式增加采樣點(diǎn)數(shù)量，分別為linear，sin（x）/x，sample/hold方式。在實(shí)際使用過(guò)程中，如果示波器ADC的采樣率不足以恢復(fù)真實(shí)信號(hào)，我們需選擇不同的內(nèi)插值方式進(jìn)行測(cè)試分析。

4 內(nèi)插方式

內(nèi)插方式表示在ADC采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間根據(jù)特定的算法插入計(jì)算值，以此達(dá)到提高采樣率的目的，能夠更加清楚的分析信號(hào)細(xì)節(jié)，見(jiàn)圖3所示。這時(shí)就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)R&S示波器的分辨率增強(qiáng)功能。RTO示波器總共可以支持三種內(nèi)插方式，默認(rèn)情況采用正弦內(nèi)插（sin（x）/x）。本文主要以demo板上10MHz的TTL信號(hào)作為測(cè)試源，以2倍的內(nèi)插方式來(lái)說(shuō)明內(nèi)插對(duì)測(cè)試波形和采樣率的影響，所以示波器設(shè)置為采樣率為40G/S,而ADC的實(shí)際采樣率為20G/S，紅色點(diǎn)為內(nèi)插點(diǎn)，藍(lán)色點(diǎn)為ADC實(shí)際采集的點(diǎn)。

圖3 插值方式的示波器菜單（R&S RTO1044）

4.1 Linear

所謂“linear”，就是指線性內(nèi)插，這是最簡(jiǎn)單的插值方式，計(jì)算量最小。在ADC的相鄰采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)之間按照線性多項(xiàng)式的計(jì)算方式插入一個(gè)計(jì)算值，插入的這個(gè)點(diǎn)為相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)連線上的值。通過(guò)示波器單次捕獲，以點(diǎn)顯示，實(shí)際測(cè)試內(nèi)插點(diǎn)和實(shí)際采樣點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)之間為25ps，即對(duì)應(yīng)于采樣率為40G/S。如下圖4所示。采用linear內(nèi)插方式測(cè)試波形如下圖5所示，是通過(guò)點(diǎn)與點(diǎn)之間的直接連接形成的波形，細(xì)節(jié)上能夠看到類(lèi)似于鋸齒波的形狀，這種插值方式局限于直邊緣的信號(hào)。

圖5 linear內(nèi)插方式下TTL信號(hào)細(xì)節(jié)

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