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      示波器分段存儲(chǔ)的典型應(yīng)用

      發(fā)布時(shí)間:2017-04-17 責(zé)任編輯:susan


      【導(dǎo)讀】如果一段信號每隔8小時(shí)中故障若干次,但故障的位置和次數(shù)全都隨機(jī)。你覺得,這種信號要怎么抓?針對空閑時(shí)間較長的脈沖信號、高頻的串行總線信號、小概率的猝發(fā)或毛刺信號,如何做到既可以長時(shí)間監(jiān)控,又可高采樣率捕獲呢?本文結(jié)合測試時(shí)長8小時(shí)振動(dòng)試驗(yàn),捕獲小概率失效區(qū)信號的案例,對示波器分段存儲(chǔ)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

      一、8小時(shí)振蕩檢測試驗(yàn)
       
      以振動(dòng)試驗(yàn)的連接器測試為例,整個(gè)過程中,監(jiān)測連接器可能出現(xiàn)次失效區(qū)的次數(shù),進(jìn)而檢測產(chǎn)品是否合格。
       
      測試需求:
       
      整個(gè)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)長8個(gè)小時(shí),在整個(gè)過程中連接器可能會(huì)出現(xiàn)0~幾十次失效區(qū),時(shí)長是300ns以上,幅值大小不確定(正常情況下電平為1V)。
       
      測試難點(diǎn):
       
      1、震動(dòng)試驗(yàn)時(shí)長8小時(shí),示波器基于大時(shí)基錄波難以實(shí)現(xiàn),并且采樣率也不夠;
       
      2、振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室噪聲干擾較大,失效時(shí)的尖峰波形和雜波混雜在一起,不易測試失效區(qū)信號。
       
       
      針對上述測試難題,示波器的分段存儲(chǔ)功能提供了良好的解決方案。
       
      首先,根據(jù)異常信號的特征,設(shè)置好示波器捕獲觸發(fā)條件(包括觸發(fā)電平、觸發(fā)方式、時(shí)基、分段存儲(chǔ),分段段數(shù)等),進(jìn)行8個(gè)小時(shí)的振動(dòng)試驗(yàn)監(jiān)測,捕獲異常情況如下圖:
       
       
      如上圖3所示,在長達(dá)8個(gè)小時(shí)的測試周期中,共捕獲了106段異常波形,上圖為第9段和第13段的失效區(qū)異常情況及信號特征,當(dāng)前采樣率仍為4GSa/s。
       
      也就是說,分段存儲(chǔ)可以解決你守著示波器的問題!
       
      二、什么是分段存儲(chǔ)
       
      分段存儲(chǔ)在采集過程中進(jìn)行多次觸發(fā),對每次觸發(fā)采樣得到的數(shù)據(jù)存放到將存儲(chǔ)空間分成的一段一段小的存儲(chǔ)中。示波器觸發(fā)一次填充一個(gè)段,段與段之間的空閑信號或信號不感興趣的部分沒有被采集和存儲(chǔ)。
       
      原理如下圖所示:總的存儲(chǔ)深度分為n段,第1段用于顯示,第2段開始存儲(chǔ),也就是當(dāng)發(fā)生第一次觸發(fā)時(shí)采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到第2段存儲(chǔ)空間中,當(dāng)?shù)?段存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)滿之后,結(jié)束第一次觸發(fā),等待第二次觸發(fā)的到來,觸發(fā)后把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到第3段存儲(chǔ)空間中,以此類推。
       
       
      如果示波器總的存儲(chǔ)深度為512Mpts,段數(shù)分配計(jì)算公式如下:
       
      N=512*1024*1024/【當(dāng)前存儲(chǔ)容量向2^n次冪取整】-1。
       
      三、分段存儲(chǔ)如何設(shè)置?
       
      如果示波器最大存儲(chǔ)為512Mpts,在保持4GSa/s采樣率的情況下,支持分段存儲(chǔ)范圍:1~524287段。
       
      點(diǎn)擊【Seg】,通過調(diào)節(jié)時(shí)基檔位,在560Kpts存儲(chǔ)深度的狀態(tài)下,將分成255段進(jìn)行存儲(chǔ)和采集,如下圖5:
       
       
      設(shè)置觸發(fā)方式為【普通】,將觸發(fā)電平調(diào)到合適的位置,等待小概率異常信號到來。
       
       
      通過手指觸碰探頭,可模擬小概率異常信號的發(fā)生,等分段存儲(chǔ)完成,點(diǎn)擊【Stop】,點(diǎn)擊【當(dāng)前段】可通過旋轉(zhuǎn)旋鈕A/B查看所有分段存儲(chǔ)情況,如圖為第45段存儲(chǔ)的波形。
       
       
      四、分段存儲(chǔ)的應(yīng)用場合
       
      1、低占空比脈沖或猝發(fā)信號——信號與信號之間有較長的空閑時(shí)間,很多情況下,即使有較大的存儲(chǔ),通過降低采樣率的方式也很難達(dá)到想要的采集時(shí)長,而分段存儲(chǔ)可以很好的完成。
       
       
      2、串行總線分析——串行總線以數(shù)據(jù)包的方式進(jìn)行傳輸,包與包之間空閑時(shí)間會(huì)占用示波器寶貴的存儲(chǔ)資源,采用分段存儲(chǔ),示波器可以只采集數(shù)據(jù)包,空閑時(shí)間不采樣。在保持較高采樣率下,還可以采集較多的數(shù)椐包,方便解碼分析。
       
       
      分段存儲(chǔ)功能主要解決了小概率異常信號的長時(shí)間監(jiān)控,同時(shí)又保持高采樣率的問題。對于有限的存儲(chǔ)而言,若想采樣更長時(shí)間的波形,只能降低采樣率,即使降低采樣率,也不能滿足采樣時(shí)間長度的要求,而通過分段存儲(chǔ),將存儲(chǔ)分成若干段,對段與段之間的空閑信號不觸發(fā)采樣,進(jìn)而保持高采樣率,也就是不丟失信號細(xì)節(jié)信息的同時(shí)長時(shí)間采集感興趣的信號。
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