什么是示波器的死區(qū)時間

要想了解死區(qū)時間的來源，需要先對數(shù)字示波器的結構有一個基本的了解。數(shù)字示波器的典型組成框圖如圖1、圖2所示。

圖1：傳統(tǒng)數(shù)字示波器組成框圖。

圖2：R&S公司RTO系列示波器組成框圖。

被測信號通過輸入通道進入示波器，并通過垂直系統(tǒng)中的衰減器和放大器加以調節(jié)。模數(shù)轉換器(ADC)按照固定的時間間隔對信號進行采樣，并將各個信號振幅轉換成離散的數(shù)字值，稱為“樣本點”。采集模塊隨后則執(zhí)行處理功能，例如樣本抽取，默認一般都為采樣模式。輸出數(shù)據(jù)作為樣本點(samples)存儲在采集存儲器中。存儲的樣點數(shù)目用戶可以通過記錄長度進行設置。

根據(jù)用戶的需求，還可以對這些樣本點進一步后處理。后處理任務包括算數(shù)功能(例如求平均值)、數(shù)學運算(例如FIR濾波)、自動測量(例如上升時間或下降時間)以及分析功能(例如直方圖或模板測試)。其他后處理例如還包括協(xié)議解碼、抖動分析和矢量信號分析等等。

對于數(shù)字示波器而言，基本上對波形樣本執(zhí)行的處理步驟沒有任何限制。這些后處理功能或者使用軟件通過該儀器的主處理程序執(zhí)行，或者使用專用的ASIC或FPGA硬件執(zhí)行，具體取決于示波器的結構。最終結果隨后通過示波器的顯示屏呈現(xiàn)給用戶。

從圖1和圖2中可以看到R&S RTO系列示波器和傳統(tǒng)數(shù)字示波器的在信號處理過程上的區(qū)別，它使用了專門獨立開發(fā)的ASIC芯片RTC和FPGA來實現(xiàn)波形樣本的后處理，如通道校準、樣本抽取、數(shù)字濾波、math、直方圖測量、模板測試以及FFT、自動測量、協(xié)議解碼等等，大大降低了主處理器的工作負荷，同時在RTO芯片中用數(shù)字觸發(fā)取代了模擬觸發(fā)電路，消除了模擬觸發(fā)電路帶來的觸發(fā)抖動，傳統(tǒng)的中高端示波器為了減小這部分抖動，需要大量的DSP后處理。硬件結構上的創(chuàng)新，極大的縮短了RTO示波器波形樣本后處理所耗費的時間。

示波器從信號采樣捕獲到波形樣本的處理顯示這一周期，稱為捕獲周期，在前一個捕獲周期結束后，示波器才能夠捕獲下一個新波形。所以，數(shù)字示波器將捕獲周期的大部分時間都用于對波形樣本的后處理上，在這一處理過程中，示波器就處于無信號狀態(tài)，無法繼續(xù)監(jiān)測被測信號。從根本上來說，死區(qū)時間就是數(shù)字示波器對波形樣本后處理所需要的時間。