示波器分段存儲采集

所有示波器都具有數(shù)量有限的采集存儲器，示波器的存儲器深度決定波形時(shí)間和以特定采樣率捕獲到的串行數(shù)據(jù)包數(shù)量?？梢詫⑹静ㄆ鞯臅r(shí)基設(shè)為很慢的時(shí)間/格設(shè)置，以便延長捕獲時(shí)間間隔并增加串行數(shù)據(jù)包數(shù)量；但是當(dāng)時(shí)基設(shè)置超出基于最高采樣率下的最大時(shí)間間隔時(shí)，示波器便會自動降低采樣率。在這種情況下，示波器無法提供精確的水平和垂直波形細(xì)節(jié)（基于示波器的指定帶寬和最大采樣率）。

●傳統(tǒng)的單次采集與分段存儲采集

如果需要捕獲較長時(shí)間和更多的串行數(shù)據(jù)包，同時(shí)仍在高采樣率下進(jìn)行數(shù)字化處理，只需購買配備更深存儲的示波器即可。然而，配有千兆級采集存儲器的示波器非常昂貴。

假如一臺示波器最大存儲深度為 4 M點(diǎn)，最大采樣率為 5 GSa/s。這意味著在最大采樣率為 5 GSa/s 時(shí)，示波器可以捕獲的最大連續(xù)時(shí)間為 800 μs（捕獲時(shí)間 = 存儲深度/ 采樣率）。如果一臺示波器的最大存儲器深度為 1 M 點(diǎn)，最大采樣率為 2 GSa/s 時(shí)，這意味著在最大采樣率為2GSa/s 時(shí)，示波器可以捕獲的最大連續(xù)時(shí)間為500 μs。

上圖是在最大采樣率下僅捕獲三個(gè)窄脈沖的示例。但是，如果需要捕獲并比較 100 個(gè)連續(xù)脈沖或猝發(fā)信號… 甚至 1,000 個(gè)連續(xù)脈沖或串行數(shù)據(jù)包，該怎么辦？如果需要采集的信號在重要波形分段（例如低占空比脈沖或串行數(shù)據(jù)包猝發(fā)）之間具有較長的信號空閑時(shí)間，那么具有分段存儲器采集功能的示波器是更為經(jīng)濟(jì)的解決方案。

通過將示波器的可用采集存儲器劃分為較小的存儲器分段，分段存儲采集模式可以有效地延長示波器的總采集時(shí)間。示波器可以在高采樣率下，有選擇性地針對被測波形的重要部分進(jìn)行數(shù)字化處理。由此，示波器能夠以極快的重新準(zhǔn)備時(shí)間捕獲很多的連續(xù)單次波形，同時(shí)不會錯(cuò)過重要的信號信息（如上圖所示）。

執(zhí)行分段存儲采樣后，您可以在無限余輝顯示屏中輕松查看所有捕獲到的波形（重疊顯示），并快速滾動查看每個(gè)獨(dú)立的波形分段。對于串行總線應(yīng)用，示波器還可以自動對每個(gè)已捕獲的數(shù)據(jù)包/ 分段進(jìn)行協(xié)議解碼。盡管示波器并沒有針對每個(gè)分段間的大部分信號靜寂/空閑時(shí)間進(jìn)行捕獲，但是它為每個(gè)分段提供時(shí)間標(biāo)簽，使您能夠了解所捕獲的每個(gè)脈沖、

猝發(fā)或串行數(shù)據(jù)包之間的精準(zhǔn)時(shí)間間隔。

此類示波器采樣的常見測量應(yīng)用包括高能物理測量、激光脈沖測量、雷達(dá)猝發(fā)測量和封包串行總線測量。

●分段存儲在捕獲一系列極低占空比激光脈沖的應(yīng)用實(shí)例

示波器分段存儲采集的一個(gè)傳統(tǒng)應(yīng)用是捕獲在高能物理（HEP）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的電脈沖，例如捕獲和分析激光脈沖。下圖顯示了已采集的 1000 個(gè)連續(xù)激光脈沖，脈沖寬度約為 15 ns，脈沖間隔時(shí)間約為13μs。所有 1000 個(gè)被捕獲的脈沖均以無限余輝模式顯示，而當(dāng)前選擇的分段以通道分配的顏色（通道1為黃色）顯示。

除了能夠在無限余輝顯示屏中查看所有捕獲脈沖外，還可以單獨(dú)查看每個(gè)捕獲到的脈沖，以執(zhí)行更詳細(xì)的分析。

請注意，如示波器顯示器左下角的分段時(shí)間標(biāo)簽所示，第 1000 個(gè)捕獲到的脈沖在第一個(gè)捕獲脈沖之后 133.693 ms 時(shí)出現(xiàn)。使用傳統(tǒng)示波器以5 GSa/s的采樣率捕獲在此時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的脈沖，需要600M點(diǎn)的存儲深度。如果這些激光脈沖間隔為10ms，那么在10秒連續(xù)采集時(shí)間（1000x10ms=10s）內(nèi)所捕獲的數(shù)據(jù)需要50G點(diǎn)以上的存儲深度?？上壳笆袌錾系氖静ㄆ鬟€不具備如此大的存儲深度。即便您找到了符合要求的型號，也會對它的高價(jià)位望而卻步！但是如果使用分段存儲器，由于它只選擇性地捕獲每個(gè)脈沖周圍一小段時(shí)間內(nèi)的信號，而在信號空閑時(shí)間內(nèi)關(guān)閉示波器的數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所以分段存儲示波器能夠憑借其可用的采集存儲器，以更合理的價(jià)格輕松地捕獲這么多的信息。

類似的高能物理應(yīng)用包括測量由圍繞環(huán)形加速器飛行的亞原子粒子所生成的信號的能量和脈沖形狀（粒子物理）。假設(shè)亞原子粒子以接近光速（299,792,458 m/s）的速度沿著3km長的環(huán)形加速器飛行，在這個(gè)3km環(huán)上某個(gè)位置的單個(gè)檢測器大約每 10μs產(chǎn)生一次電脈沖。借助分段存儲器采集，您可以輕松地捕獲、比較和分析由這些具有精確時(shí)間標(biāo)記的亞原子粒子所生成的連續(xù)脈沖。

分段存儲采集的應(yīng)用范圍日益廣泛，不再是僅與特定應(yīng)用（高能物理實(shí)驗(yàn)）有關(guān)的特殊示波器功能。目前，很多數(shù)字存儲示波器均采用分段存儲器采集功能。分段存儲器采集可以優(yōu)化示波器的可用采集存儲器，以便有效地延長示波器單次采集的時(shí)間間隔。與串行總線協(xié)議的解碼和觸發(fā)結(jié)合使用時(shí)，該采集模式能夠更高效地調(diào)試串行總線應(yīng)用。