數(shù)字示波器的波形捕獲率真的有那么高嗎？

數(shù)字示波器作為電子工程師最常用的儀器，從最開始的模擬示波器，到數(shù)字存儲示波器和數(shù)字熒光示波器，以及越來越偏向?qū)I(yè)化的定制類示波器，功能越來越豐富的同時(shí)，性能也發(fā)生著日新月異的變化，消費(fèi)者在選擇的時(shí)候有時(shí)候就可能看得眼花繚亂，那么如何選擇適合自己的一款示波器呢？我們知道示波器三大核心指標(biāo)是帶寬、采樣率、存儲深度，然而在選擇數(shù)字示波器時(shí)還有一個(gè)很重要的指標(biāo)往往會被忽略，那就是我們今天要講的波形刷新率，也稱為波形捕獲率！

波形捕獲率是相對于數(shù)字示波器來說的。數(shù)字示波器采樣、處理數(shù)據(jù)到送顯屏幕都是需要時(shí)間的，處理數(shù)據(jù)和送顯屏幕這段時(shí)間稱為死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間內(nèi)示波器不采樣，是探測不到信號發(fā)生的變化的，所以實(shí)際上不是所有波形我們都能在屏幕上看到，我們看到的波形其實(shí)是被死區(qū)時(shí)間分隔成一段一段的，因此就有了波形捕獲率一說。采樣時(shí)間+死區(qū)時(shí)間=波形捕獲周期。而波形捕獲率是指一秒內(nèi)波形捕獲的次數(shù)，也就是波形捕獲周期的倒數(shù)，如下圖1是示波器的一個(gè)捕獲周期。



連續(xù)多個(gè)捕獲周期內(nèi)，死區(qū)時(shí)間越長，相對的有效捕獲時(shí)間就越短，一旦示波器的波形捕獲率過低，這樣就有可能導(dǎo)致異常信號出現(xiàn)在死區(qū)時(shí)間內(nèi)而被漏掉。由此可見示波器的波形捕獲率對于能否捕捉低概率的異常信號是很關(guān)鍵的，信號里面隨機(jī)的異常信號及偶發(fā)信號往往是無法被預(yù)測的，波形捕獲率越高，越有利于捕獲低概率的信號!

那么，我們?nèi)绾悟?yàn)證那些示波器廠家所標(biāo)稱的幾十萬甚至上百萬的波形捕獲率的真假呢?

測量示波器的波形捕獲率并不難，大多數(shù)示波器都會提供一個(gè)觸發(fā)輸出信號，通常用于使其他儀器與示波器的觸發(fā)同步，我們可以通過頻率計(jì)以及其他示波器來測量這個(gè)觸發(fā)信號的平均頻率，進(jìn)而測量出待測示波器的波形捕獲率。在開始前，我們需要簡單準(zhǔn)備一下器材，來進(jìn)行輔助驗(yàn)證：

① 函數(shù)信號發(fā)生器SDG2122X，用于輸出一個(gè)固定頻率的信號。
② 示波器SDS3000，用于測試被測示波器輸出的觸發(fā)信號的頻率。
③ BNC雙頭線纜若干條。
我們測試的是鼎陽科技的SDS1202X示波器，操作步驟如下：
① 設(shè)置信號源輸出一個(gè)10MHZ（頻率大小無要求）的正弦波，用BNC線纜將該信號輸入到示波器SD1202X的通道CH1。如下



② 通過示波器面板的Utility按鍵，選擇菜單下輸出設(shè)置，將示波器的輸出設(shè)置為觸發(fā)輸出，以保證示波器每捕獲一次波形，則對應(yīng)后面板pass/fail Trigger out接口輸出一個(gè)周期的脈沖信號。
③ 通過面板Acquire按鍵，設(shè)置顯示方式為點(diǎn)顯示。通過旋轉(zhuǎn)Horizontal旋鈕設(shè)置示波器時(shí)基，在正常模式下不同時(shí)基下示波器擁有不同的波形捕獲率。
正常模式下，時(shí)基分別為100ns/div、50ns/div時(shí)，示波器的實(shí)際波形捕獲率。


然而，鼎陽科技的SDS1202X示波器，在順序模式下?lián)碛懈叩牟ㄐ尾东@率，需要①設(shè)置時(shí)基處于50ns/div②通過Acquire按鍵，選擇菜單下分段采集選項(xiàng)，打開分段采集功能，此時(shí)示波器進(jìn)入順序模式。打開SDS3000示波器頻率測量功能，測得此時(shí)的脈沖信號頻率即為SDS1202X的波形波形捕獲率，如下圖7實(shí)測脈沖頻率
500KHZ，測量結(jié)果相比SDS1202X標(biāo)稱的40萬幀/s的波形捕獲率還有余量！


以上示波器波形捕獲率的測試方法，有興趣的朋友如果手上有同系列或者其他可測試的示波器，也可用以上方法測試下，來驗(yàn)證下自己的示波器是否合乎規(guī)格！

有許多工程師還在繼續(xù)使用模擬示波器，因?yàn)槟M示波器死區(qū)時(shí)間幾乎可以忽略，卻也存在其他的不足，比如無法做數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，無法記錄等，這也是模擬示波器用戶越來越少的原因，數(shù)字示波器雖然可以克服以上缺點(diǎn)，但也有一定的不足，尤其是在異常信號分析時(shí)，由于死區(qū)時(shí)間的存在，很可能導(dǎo)致觀察不到完整波形，如果找出調(diào)試和偶發(fā)問題對各位來說非常重要，那么選擇測量所用的示波器時(shí)，就需要考慮波形捕獲率這個(gè)因素，使用擁有超高的波形捕獲率的示波器，定會讓異常波形無所遁形，從而協(xié)助工程師快速確定電路隨機(jī)故障問題！