说到波形算法，简略想到示波器里数学运算功用“math”能够完成几十种的算法，彻底满意运用需求，其中有个特征算法便是实时的FFT算法，能够实时显现频谱，完成时域和频域联调的功用。该文谈的算法首要针对测验波形做相应的算法，提高波形质量，分为三种：OFF，ENVELOPE，AVERAGE。
几个概念
为了更直观的阐明波形算法这个概念，首要贴出图1，从图中能够看到在数据收集通道中，内插形式、抽取形式以及波形算法是在同一数据处理通道上，从ADC收集的数据经过内插形式或许抽取形式后，你能够依据测验需求挑选适宜的波形算法对屡次收集的波形进行算法处理，内插形式和抽取形式能够与波形算法自由组合，挑选比较灵敏。本篇以4种抽取形式与3种波形算法的组合来首要阐明波形算法的运用。
图1 RS示波器数据处理通路
到这儿，或许很多人会有疑问：又是一个average，之前上一篇抽取形式短文里Hi-RESOLUTION抽取形式里也选用了average，这两种处理方法相同是针对同一收集数据处理的，一前一后，有什么差异？笔者在第一次见到这个的时分，的确存在这样的疑问，后续将跟咱们一同共享下这两个average的同与不同。
在《示波器的抽取形式》一文中已阐明抽取的四种形式别离为：SAMPLE，PEAK-DETECT，HI-RESOLUTION，RMS。本文所要介绍的波形算法分为如下三种：OFF，ENVELOPE，AVERAGE。能够完成的组合如下图2所示。
图2 抽取形式与波形算法能够完成的组合
示波器抽取形式是对ADC收集的数据点进行剖析核算，即对相邻的N个数据点做相应的算法，把N个数据点做算法，核算成一个点，以此类推到ADC收集的一切数据点，这样能够下降波形采样率。经过抽取后的数据点组合成波形，而示波器的波形算法正是对N个接连采样的波形选用不同的算法优化波形质量，愈加实在的丈量信号波形。
同理，示波器的内插形式与波形算法的组合，是对ADC收集的数据点做不同的内插，然后把内插后的波形选用不同的波形算法，优化测验波形。
下面临三种波形算法界说别离作扼要的介绍。
· OFF
这是最简略的一种方法，望文生义，便是对波形不做任何处理，即封闭或许旁路波形算法，直接送到示波器后续相应测验丈量部分，并在示波器屏幕上显现出来。
· ENVELOPE
在N个接连采样的波形里，在时间Ti对应于N个波形里的最大值和最小值别离为Vimax、Vimin，则对这N个波形做ENVELOPE算法后，便是把对应的每个Ti时间的最大值Vimax和最小值Vimin组合成一个新的波形，这样会有最大值组合成的一条曲线和最小值组合成的一条曲线，这两条曲线组合成包络，即为波形算法里的ENVELOPE的意义。
· AVERAGE
同上原理，在N个接连采样的波形里，在时间Ti对应于N个波形里的幅值别离为Vi1、Vi2、Vi3、……ViN，则对这N个波形做AVERAGE算法后，在Ti时间的幅值为V=（Vi1+Vi2+Vi3+……+ViN）/N。在其他时间，选用相似算法，这样在不同时间点核算出来的值组合成新的波形即为经过AVERAGE波形算法核算的波形。
不同波形算法比照
结合示波器抽取形式，下面依据实践测验成果剖析对应于不同抽取形式下，不同波形算法的优异差异，见图2。关于示波器抽取形式的剖析，能够参照《示波器的抽取形式》一文。本文所测验信号为RS示波器自带规范信号1KHz方波。3.1 SAMPLE形式
在示波器抽取形式为SAMPLE时，OFF和AVERAGE这两种不同波形算法核算后的波形别离见图3，图4。由这三幅测验波形比照能够显着发现，没做波形算法时，波形的起伏动摇比较大，这时分在测验幅值时就会引进较大的差错，影响测验准确度。再来看看在SAMPLE抽取形式下，对波形做AVERAGE算法的测验波形，波形比较洁净，其实便是对图3中的各个波形之间做了均匀，消除了随机差错，选用这种算法只能关于周期波形进行运用。
图4 SAMPLE抽取形式下，OFF波形算法测验波形
图5 SAMPLE抽取形式下，AVERAGE波形算法测验波形
PEAK DETECT形式
在PEAK DETECT抽取形式下，不做任何波形算法时，见图6，数据抽取后两条曲线为最大值的包络和最小值的包络，跟《示波器的抽取形式》一文所测波形共同。从图7看以看出，依据波形算法的核算方法，对N个波形，在每个Ti时间，对应的最小值和最大值别离组成包络，即为选用ENVELOPE算法核算的两条包络线。经过这个算法，能够很简略剖析丈量信号幅值的动摇规模，为在线测验供给判别依据。
图6 PEAK DETECT抽取形式下，OFF波形算法测验波形
图7 PEAK DETECT抽取形式下，ENVELOPE波形算法测验波形3.3 HI-RESOLUTION形式
在HI-RESOLUTION形式下，对收集的数据点先做了高精度核算，在这个形式下能够到达12bit剖析精度，见图8，为没有做任何波形算法的测验波形。对这样的接连N个HI-RESOLUTION抽取的波形，再做AVERAGE算法，进一步削减了测验幅值的随机动摇，这样测验出来的幅值会愈加挨近实在值，削减测验差错，有图9的测验波形能够看出，在HI-RESOLUTION抽取形式下，比照在做AVERAGE和没做时的波形，做AVERAGE算法的测验波形比较滑润，消除随机差错，可是需求留意的是，这个算法只能适用在周期信号测验。
图8 HI_RESOLUTION抽取形式下，OFF波形算法测验波形
图9 HI_RESOLUTION抽取形式下，AVERAGE波形算法测验波形
RMS形式
在RMS抽取形式下，同理，这儿分三种波形算法对RMS抽取形式的接连N个波形核算，别离得到的测验波形如图10，图11，图12所示。图10为RMS抽取形式下，不做任何波形算法的测验波形个。图11为RMS抽取形式下，运用AVERAGE波形算法测验的波形。图12为RMS抽取形式下，运用ENVELOPE波形算法的测验波形。
图10 RMS抽取形式下，OFF波形算法测验波形
图11 RMS抽取形式下，AVERAGE波形算法测验波形
图12 RMS抽取形式下，ENVELOPE波形算法测验波形
定论
综上所述，三种波形算法：OFF，AVERAGE，ENVELOP。依据测验需求，挑选不同的波形算法。一般状况下，咱们示波器默许状况为在SAMPLE抽取形式下，不做任何波形算法。那么这儿也简略总结下，波形算法的运用的运用状况。
AVERAGE波形算法，首要适用在随机噪声比较多的信号里，经过均匀算法的核算，削减随机差错的影响，愈加实在的测验信号起伏，只能适用于周期信号的测验。
ENVELOPE波形算法，在测验信号波形时，经过包络波形算法，关于具有随机噪声这样的信号来测验，能够看到由最大值和最小值组成的包络反映了噪声的概括，即上限和下限，能够客观的反映噪声的幅值巨细，为产品开发规划供给参阅。
咱们需求依据实践测验状况来挑选波形算法，相同关于抽取，内插形式也相同，挑选适宜的方法。
