示波器的光標(biāo)測(cè)量

示波器發(fā)展到現(xiàn)階段，已經(jīng)不僅僅是在調(diào)試中觀察波形，更重要的是能很好的測(cè)量一些參數(shù)幫助大家優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。示波器的測(cè)量方法大致有三種：刻度測(cè)量；光標(biāo)測(cè)量；自動(dòng)測(cè)量?？潭葴y(cè)量就是根據(jù)波形所占格數(shù)進(jìn)行估測(cè)，估測(cè)的準(zhǔn)確度當(dāng)然是比較低的，只適合做定性分析。要測(cè)量的話(huà)，還需要從光標(biāo)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量?jī)煞N方式中選擇。但常有工程師問(wèn)：示波器自動(dòng)測(cè)量和光標(biāo)測(cè)量的結(jié)果怎么不一樣啊? 到底應(yīng)該選擇哪種測(cè)量方式？又到底哪種測(cè)量方式更準(zhǔn)確呢？本文就來(lái)詳細(xì)分析一下光標(biāo)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量。

首先從原理上來(lái)分析：

1、光標(biāo)測(cè)量，光標(biāo)測(cè)量的原理很簡(jiǎn)單，以ZDS2024plus為例，打開(kāi)Cursor鍵一鍵光標(biāo)，然后用光標(biāo)卡住波形，光標(biāo)X1和X2，Y1和Y2之間的差值即為測(cè)量值。光標(biāo)測(cè)量由于是人為手動(dòng)測(cè)量，所以會(huì)引入一定的人為誤差。但是相對(duì)于噪聲大的信號(hào)來(lái)說(shuō)，光標(biāo)測(cè)量可以人為的去忽略掉這部分噪聲，更能把握波形重點(diǎn)。

 


 

 

2、自動(dòng)測(cè)量，當(dāng)示波器正確捕獲波形后，示波器可以對(duì)波形參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。自動(dòng)測(cè)量需要參考點(diǎn)，一般稱(chēng)為Vtop（頂部值） 和Vbase（底部值），參考點(diǎn)的測(cè)量采用幅度統(tǒng)計(jì)方法。示波器的工作過(guò)程是對(duì)捕獲波形進(jìn)行的幅度分析，先確定zui大值Max和zui小值Min，然后對(duì)zui小電壓上的40%和zui大電壓下的40%進(jìn)行分析，然后進(jìn)行累積概率統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)概率zui大的值為Vtop 和Vbase。不用統(tǒng)計(jì)中間20%部分，防止被測(cè)波形是3態(tài)信號(hào)得出錯(cuò)誤結(jié)果。

一旦測(cè)出Vtop 和Vbase，示波器就可以對(duì)電壓和時(shí)間以及其他參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。常見(jiàn)的參數(shù)有，峰峰值、幅值、上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈寬等。

 


 

 

對(duì)于周期性的波形信號(hào)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)測(cè)量相對(duì)于光標(biāo)測(cè)量來(lái)說(shuō)，統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)量多，測(cè)量結(jié)果為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的平均值，相對(duì)來(lái)說(shuō)更加準(zhǔn)確。但是如果信號(hào)噪聲很大，自動(dòng)測(cè)量則有可能將噪聲也統(tǒng)計(jì)進(jìn)去，所得結(jié)果也會(huì)有較大誤差。自動(dòng)測(cè)量項(xiàng)目一般為常規(guī)項(xiàng)目，當(dāng)有特殊需求時(shí)，自動(dòng)測(cè)量便無(wú)能為力了，比如測(cè)量下圖抖動(dòng)波形。

 


 

 

3、怎么樣讓光標(biāo)法測(cè)的更準(zhǔn)？

光標(biāo)法測(cè)量，以測(cè)量一個(gè)方波信號(hào)的脈寬為例，相信有很多工程師都如下圖這樣操作的。然而光標(biāo)測(cè)量結(jié)果494ns，自動(dòng)測(cè)量結(jié)果卻是470.1ns，相差24ns。

 


 

 

 

為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？示波器自動(dòng)測(cè)量的門(mén)限是為Vtop與Vbase之間50%的位置，所以測(cè)量的結(jié)果也是以50%處為準(zhǔn)，這種測(cè)量方法也更為科學(xué)。在用光標(biāo)測(cè)量時(shí)，如果將測(cè)量點(diǎn)選在Vtop與Vbase的50%處，這樣測(cè)出的結(jié)果便和自動(dòng)測(cè)量結(jié)果相差無(wú)幾了。如下圖，光標(biāo)測(cè)量470ns，自動(dòng)測(cè)量470.1ns。

 


 

總結(jié)：光標(biāo)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量哪個(gè)更準(zhǔn)？答案是看波形而定。

1. 自動(dòng)測(cè)量適用于周期性，波形較好的情況下，統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)多，測(cè)量更準(zhǔn)確。

2. 光標(biāo)測(cè)量適用于信號(hào)中噪聲較多，波形復(fù)雜的情況，光標(biāo)測(cè)量可以人為的忽略一些不重要的信號(hào)，避免因干擾引起的測(cè)量錯(cuò)誤。

3. 自動(dòng)測(cè)量只能測(cè)量一些常規(guī)測(cè)量項(xiàng)（ZDS2024plus支持51種真正意義的參數(shù)測(cè)量），如果有特殊測(cè)量項(xiàng)，則只能靠光標(biāo)來(lái)完成。