揭秘示波器四大捕獲方式

通常我們?cè)贏uto Setup之后，波形就會(huì)出現(xiàn)在屏幕上，然后就可以進(jìn)行測(cè)量分析了，但Auto Setup并不能保證信號(hào)被高保真的捕獲，高保真捕獲信號(hào)是第一要素，否則后續(xù)的測(cè)量分析都沒(méi)有意義了，那么我們?nèi)绾尾拍芨玫挠^察波形呢，看完本文你就知道了。

如何更好的觀察波形，本質(zhì)上就是對(duì)感興趣的點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)測(cè)量、分析，如何高保真的捕獲波形，就要從示波器處理信號(hào)的過(guò)程開(kāi)始說(shuō)起。

信號(hào)經(jīng)過(guò)示波器前端電路處理之后，來(lái)到ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，接下來(lái)便要進(jìn)行信號(hào)的重構(gòu)還原了，這里也就是本文的重點(diǎn)了，示波器的捕獲模式。一般有四種捕獲方式，不同的捕獲方式，適用于觀察不同的信號(hào)。接下來(lái)，就示波器對(duì)采樣點(diǎn)的處理方式，也就是示波器的捕獲模式跟大家做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。

標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式

首先介紹的是標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式，在該模式下，示波器會(huì)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行等間隔采樣。

標(biāo)準(zhǔn)捕獲的工作模式也最大程度的保證了信號(hào)最原始的狀態(tài)，對(duì)于大多數(shù)波形來(lái)說(shuō)，使用該模式可產(chǎn)生最佳的顯示效果，以下是ZDS2000系列示波器默認(rèn)捕獲模式。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式

峰值捕獲模式

接下來(lái)就是峰值捕獲模式，看著名字就知道是什么意思了，就是采集一個(gè)采樣間隔信號(hào)中的最大值和最小值。

在該模式下，可有效觀察到偶爾發(fā)生的窄脈寬，在捕獲高頻率的毛刺方面非常實(shí)用，可獲取信號(hào)的包絡(luò)或可能丟失的窄脈沖，使用峰值捕獲模式會(huì)使波形顯示的噪聲比較明顯。

平均捕獲模式

第三個(gè)就是平均捕獲模式了，這個(gè)名字也非常容易理解，就是采集N屏信號(hào)，將它們?cè)谟|發(fā)位置對(duì)其，然后做平均運(yùn)算。

使用平均捕獲模式，在減小噪聲同時(shí)保持了原有的帶寬，將噪聲濾除有利于對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。適用于觀測(cè)周期性重復(fù)信號(hào)，其濾波效果提升了示波器的垂直分辨率。值得一提的是，平均捕獲特別適合執(zhí)行諧波分析或電源質(zhì)量分析。

圖3 平均捕獲方式

高分辨率捕獲模式

最后就是高分辨率捕獲模式，打個(gè)比方，其工作原理就是將一個(gè)波形分成5份，然后將一份波形的的每個(gè)點(diǎn)求平均，最終一個(gè)波形變成了5個(gè)點(diǎn)。這種處理方式可以有效改善系統(tǒng)的等效分辨率，本質(zhì)上就是一種數(shù)字濾波。用于求平均的采樣點(diǎn)數(shù)越多，分辨率提高得越多，顯示的波形更平滑，從而達(dá)到減少噪聲的目的。

需要注意的是，高分辨率是針對(duì)一個(gè)波形相鄰的點(diǎn)做平均處理，所以該模式是對(duì)不重復(fù)的信號(hào)以犧牲帶寬的方式來(lái)提升測(cè)試精度，故不適合測(cè)試高頻信號(hào)，適用于觀察高分辨率且?guī)捿^低的波形。

四種捕獲模式實(shí)測(cè)對(duì)比

在了解完四種捕獲模式的工作原理之后，我們來(lái)做一個(gè)對(duì)比，在輸入一個(gè)相同的信號(hào)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)捕獲模式下可以觀察到信號(hào)中存在噪聲，峰值捕獲模式下信號(hào)的噪聲較為明顯，而在平均捕獲模式及高分辨率捕獲模式下，幾乎沒(méi)有看到隨機(jī)噪聲。

根據(jù)被測(cè)信號(hào)的類型及需要關(guān)注的測(cè)試點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的捕獲模式，可以幫助我們更好的觀察波形，更快的發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題。

圖5 四種捕獲模式實(shí)測(cè)對(duì)比