示波器的光標測量

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量一些參數(shù)幫助大家優(yōu)化設計方案。示波器的測量方法大致有三種：刻度測量；光標測量；自動測量。刻度測量就是根據(jù)波形所占格數(shù)進行估測，估測的準確度當然是比較低的，只適合做定性分析。要測量的話，還需要從光標測量和自動測量兩種方式中選擇。但常有工程師問：示波器自動測量和光標測量的結果怎么不一樣啊? 到底應該選擇哪種測量方式？又到底哪種測量方式更準確呢？本文就來詳細分析一下光標測量和自動測量。

首先從原理上來分析：

1、光標測量，光標測量的原理很簡單，以ZDS2024plus為例，打開Cursor鍵一鍵光標，然后用光標卡住波形，光標X1和X2，Y1和Y2之間的差值即為測量值。光標測量由于是人為手動測量，所以會引入一定的人為誤差。但是相對于噪聲大的信號來說，光標測量可以人為的去忽略掉這部分噪聲，更能把握波形重點。

 


 

 

2、自動測量，當示波器正確捕獲波形后，示波器可以對波形參數(shù)進行自動測量。自動測量需要參考點，一般稱為Vtop（頂部值） 和Vbase（底部值），參考點的測量采用幅度統(tǒng)計方法。示波器的工作過程是對捕獲波形進行的幅度分析，先確定zui大值Max和zui小值Min，然后對zui小電壓上的40%和zui大電壓下的40%進行分析，然后進行累積概率統(tǒng)計，出現(xiàn)概率zui大的值為Vtop 和Vbase。不用統(tǒng)計中間20%部分，防止被測波形是3態(tài)信號得出錯誤結果。

一旦測出Vtop 和Vbase，示波器就可以對電壓和時間以及其他參數(shù)進行自動測量。常見的參數(shù)有，峰峰值、幅值、上升時間、下降時間、脈寬等。

 


 

 

對于周期性的波形信號來說，自動測量相對于光標測量來說，統(tǒng)計的數(shù)據(jù)量多，測量結果為統(tǒng)計數(shù)據(jù)的平均值，相對來說更加準確。但是如果信號噪聲很大，自動測量則有可能將噪聲也統(tǒng)計進去，所得結果也會有較大誤差。自動測量項目一般為常規(guī)項目，當有特殊需求時，自動測量便無能為力了，比如測量下圖抖動波形。

 


 

 

3、怎么樣讓光標法測的更準？

光標法測量，以測量一個方波信號的脈寬為例，相信有很多工程師都如下圖這樣操作的。然而光標測量結果494ns，自動測量結果卻是470.1ns，相差24ns。

 


 

 

 

為什么會出現(xiàn)這種情況呢？示波器自動測量的門限是為Vtop與Vbase之間50%的位置，所以測量的結果也是以50%處為準，這種測量方法也更為科學。在用光標測量時，如果將測量點選在Vtop與Vbase的50%處，這樣測出的結果便和自動測量結果相差無幾了。如下圖，光標測量470ns，自動測量470.1ns。

 


 

總結：光標測量和自動測量哪個更準？答案是看波形而定。

1. 自動測量適用于周期性，波形較好的情況下，統(tǒng)計的數(shù)據(jù)多，測量更準確。

2. 光標測量適用于信號中噪聲較多，波形復雜的情況，光標測量可以人為的忽略一些不重要的信號，避免因干擾引起的測量錯誤。

3. 自動測量只能測量一些常規(guī)測量項（ZDS2024plus支持51種真正意義的參數(shù)測量），如果有特殊測量項，則只能靠光標來完成。