2.2 確認異常信號存在的關(guān)鍵——波形捕獲率

2.2.1 示波器工作原理

回答問題之前，先簡單介紹一下示波器的工作流程。如圖4所示，示波器的工作流程由觸發(fā)開始，然后是波形采集，波形存儲，波形處理，最后是波形顯示，如此循環(huán)。其中觸發(fā)和采集屬于示波器有效捕獲時間。存儲、處理及顯示屬于示波器盲區(qū)，即死區(qū)時間，在這個時間段示波器對采集到的數(shù)據(jù)不做任何處理，而直接丟掉，也就是說只有在采集階段采集到的波形才會最終顯示在示波器屏幕上。

圖4 示波器工作流程

示波器的波形捕獲率可以由如下公式表示，指每秒鐘內(nèi)示波器可以進行循環(huán)捕獲的次數(shù)，一次捕獲處理顯示的波形成為一個波形。

波形捕獲率=1/捕獲周期=1/(有效捕獲時間+死區(qū)時間)

2.2.2 波形捕獲率的影響

在整個采集捕獲過程中，有效捕獲時間相對于死區(qū)時間幾乎可以忽略不計，所以只有不斷縮小死區(qū)時間來提高波形捕獲率，這樣才會捕獲到更多信號。如下圖5所示，當波形捕獲率為50,000wfms/s時，死區(qū)時間竟然占到了99.5%，而有效捕獲時間只有0.5%，死區(qū)時間的異常波形（黃色區(qū)域紅圈所示為罕見異常信號）無法被我們觀測到，自然也就無法確認當前波形中是否存在異常信號。R&S公司的RTO和RTE系列示波器的波形捕獲率高達每秒百萬次，而其他基于Windows的示波器一般只能做到每秒幾千次，甚至只有幾百次。

圖5 死區(qū)時間相對有效捕獲時間示意圖

現(xiàn)在可以回答2.1節(jié)末尾的問題了，將RTO1024設(shè)置為5ms的邊沿延遲觸發(fā)方式時，意味著示波器5ms才觸發(fā)一次，即波形捕獲率只有200 wfm/s，這是無法捕獲到異常信號的；而在正常的邊沿觸發(fā)模式下，波形捕獲率高達100萬wfm/s，自然很容易確認有異常波形存在了。

圖6 波形捕獲率之比較

3 MASK模板測試——觸發(fā)異常信號

接著上面的話題，使用波形捕獲率高達百萬次的示波器，我們很容易確定波形中存在異常信號。但是，如何觸發(fā)圖7中的異常信號呢？異常信號是如此復雜，以至于毛刺，邊沿觸發(fā)，矮脈沖，延遲等等觸發(fā)類型都無法有效地將其觸發(fā)。

圖7 復雜的異常信號

怎么辦？難道我們真的要繳械投降，坐以待斃了嗎？答案當然是“否”，因為R&S系列示波器所具有的MASK測試功能，有效地解決了這一難題。

圖8 MASK測試設(shè)置

圖9 MASK模板觸發(fā)到異常信號

采用MASK模板測試時，我們可以任意在時域感興趣的范圍內(nèi)畫出不同形狀的MASK模板（如圖8中的藍色區(qū)域所示。順便提一下，RTO示波器支持最多畫出8個MASK模板），再對MASK模板做相應的設(shè)置（如：蜂鳴警告，停止，自動保存波形圖片，自動保存波形數(shù)據(jù)等等），只要有異常信號觸碰到MASK模板，RTO示波器就會自動執(zhí)行以上動作，并將異常信號顯示出來（如圖9所示藍色MASK模板內(nèi)的毛刺）。

雖然異常信號的類型非常復雜，但是利用MASK模板測試功能，可以非?？焖俚膶⑵溆|發(fā)出來，并且可以根據(jù)MASK模板設(shè)置自動做出后續(xù)動作，非常的人性化！

更為先進的是，R&S示波器還支持在頻域內(nèi)進行MASK模板測試，在頻域中將各種異常信號捕獲下來，并根據(jù)MAK模板設(shè)置做出相應的動作，這可是R&S示波器所獨有的功能。

圖 10 R&S示波器獨有的頻域模板觸發(fā)功能