浅谈数字示波器的死区时间问题

跟着科学技术的开展，数字示波器越来越先进，波形刷新率已经成为了数字示波器仅次于带宽、采样率、存储深度之后的第四大技术指标。提到波形刷新率的含义便是和死区时刻休戚相关了。

死区时刻是数字示波器与生俱来的一个缺点，现在阶段是无法消除的，只可以极力减小。不同于模仿示波器选用电子束直接打在荧光屏上的显现形式，数字示波器是一个典型的“前端数据收集+后端数字信号处理”体系。这样的体系都有这样一个特色:前端数据收集体系ADC的输出数据吞吐量比后端数字信号处理体系的处理才能大许多，这就意味着后端无法“实时”处理前端输出的数据，然后构成“死区”时刻。例如:SIGLENT（深圳市鼎阳科技有限公司）最新的数字示波器SDS2000系列的ADC采样率为2GSa/S，即每秒输出2G个数据，但后续数字信号处理器每秒处理、显现波形的才能只能到达几百兆点每秒，也便是说处理器1秒只可以处理收集到的几百兆个点，剩余的数据都被丢掉，被丢掉的这些数据便是死区时刻。

如图一所示，

图一

图中显现了一个波形捕获周期也便是信号一个周期的示意图。捕获周期长度由有用捕获时刻和死区时刻组成。在有用捕获时刻内，数字示波器依照用户设定的采样率进行捕获，并将其写入RAM中。死区时刻可分为固定死区时刻和变化死区时刻两部分。固定死区时刻详细取决于当时数字示波器本身的状况，如FPGA/DSP等芯片的核算速率以及算法构架等。变化死区时刻则取决于处理ADC收集到的数据所需的时刻，它与设定的存储深度(记载长度)、时基、采样率以及所选后处理功用(例如，插值、数学函数、丈量和剖析)多少都有直接关系，所以这部分的死区时刻是变化的。

在数字示波器的许多参数中对死区时刻的影响最大的便是波形刷新率。望文生义，波形刷新率指的便是数字示波器单位时刻可以显现波形的数量。下面给出一个核算死区时刻的公式：

死区时刻%=[100×(1－波形刷新率×时基×水平格数)]%

如此便可得到一台数字示波器真实可以捕获到信号的有用时刻为：

有用时刻%=100%－死区时刻%

有了这个公式，咱们就可以进行一个大致的核算，以SIGLENT（深圳市鼎阳科技有限公司）最新的SDS2000系列超级荧光示波器为例，该产品现在波形刷新率可以到达110,000wfm/s。他们屏幕水平格数为14格，假设当咱们设守时基为50us时刷新率到达最大，由此核算死区时刻为77%，也便是说有用时刻为23%。

而传统的数字示波器的波形刷新率最高也就能做到2000左右，咱们相同以SIGLENT的SDS1000L系列为例，波形刷新率2000，时基50us,水平格数为18格，得出死区时刻：98.2%

有用时刻仅仅为1.8%。由此可看出SDS2000系列的高刷新率数字示波器在捕获信号方面的才能比SDS1000L系列强出许多。

可是因为变化死区时刻的存在，不一起基下刷新率不一样，存储深度也不一样，所以详细的死区时刻还需进一步详细剖析核算。

图二是一张用SIGLENT研制的SDS2000系列在反常信号捕获上的实例图，理论上来说数字示波器波形捕获率越高，则捕获到反常信号的速度越快、成功率越高，可是并不必定说数字示波器波形捕获率高就必定能捕获到反常信号，捕获率低就必定捕获不到反常信号。

朋友们，为什么捕获率高却不必定能捕获到反常信号呢？

图二