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示波器的波形算法

1背景我们在前两篇文章中介绍了示波器的波形抽取模式和内插模式,用户可以根据需要提高或者降低波形采样率,更好地还原信号。这篇文章我

1 布景

咱们在前两篇文章中介绍了示波器的波形抽取形式和内插形式,用户能够依据需求进步或许下降波形采样率,更好地复原信号。这篇文章咱们将评论示波器怎么针对屡次收集的波形经过恰当算法发生新的波形,取得特别的使用价值。

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,彻底满意使用需求,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。

2 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使用。


图1 R&S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,这两种处理方法同样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,后续将跟我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。

3 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R&S示波器自带规范信号1KHz方波。

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