通信網(wǎng)banner.jpg)
高速數(shù)字技術(shù)在開啟新的技術(shù)可能及實(shí)現(xiàn)廣泛創(chuàng)新的同時(shí)，也為檢定和調(diào)試的設(shè)計(jì)工程師帶來(lái)了很多問(wèn)題。在這些問(wèn)題中，首當(dāng)其沖的是偶發(fā)性或間歇性的事件，如激光脈沖或亞穩(wěn)定性。這些事件很難識(shí)別和檢定，要求測(cè)試測(cè)量設(shè)備同時(shí)提供高采樣率和超強(qiáng)的數(shù)據(jù)捕獲能力。這對(duì)示波器性能提出了極高的要求，在過(guò)去，我們不得不在分辨率和捕獲長(zhǎng)度之間進(jìn)行取舍。所有示波器的存儲(chǔ)長(zhǎng)度都是有限的；采樣率越高，儀器存儲(chǔ)器填充速度越快，數(shù)據(jù)采集的時(shí)間窗口越小。相反，在長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)捕獲數(shù)據(jù)一般需要以降低水平分辨率(采樣率)為代價(jià)。
由于當(dāng)前示波器提供了高采樣率和高帶寬，因此現(xiàn)在的關(guān)鍵問(wèn)題是優(yōu)化示波器捕獲的信息質(zhì)量，包括：怎樣以足夠高的水平分辨率捕獲多個(gè)事件，以有效地進(jìn)行分析；怎樣只存儲(chǔ)和顯示必要的數(shù)據(jù)，優(yōu)化存儲(chǔ)器的使用。幸運(yùn)的是，泰克采用FastFrame分段存儲(chǔ)技術(shù)的高級(jí)示波器同時(shí)改善了存儲(chǔ)使用效率和數(shù)據(jù)采集質(zhì)量，消除了這種矛盾。
利用記錄長(zhǎng)度優(yōu)勢(shì)
考慮一下圖1中所示的單個(gè)脈沖。它是在泰克DPO7254數(shù)字熒光示波器上以20GS/s的采樣率在1000點(diǎn)波形中采集的。在這一采樣率下，可以看到大部分波形細(xì)節(jié)。
但是，如果您想查看多個(gè)連續(xù)脈沖，那么必須拉長(zhǎng)采集的時(shí)間窗口。為適應(yīng)儀器提供的存儲(chǔ)容量，必須降低采樣率或拉長(zhǎng)時(shí)間窗口的記錄長(zhǎng)度。當(dāng)然，降低采樣率本身會(huì)降低水平分辨率。
您也可以擴(kuò)大記錄長(zhǎng)度，在不降低采樣率的情況下拉長(zhǎng)采集時(shí)間窗口。但是，這種方法有其局限性。盡管存儲(chǔ)技術(shù)不斷進(jìn)步，但高速采集存儲(chǔ)器仍是一種寶貴的資源，而且很難辨別多少存儲(chǔ)容量才足夠。即使有人認(rèn)為記錄長(zhǎng)度很長(zhǎng)，但您可能仍不能捕獲最后的、可能是最關(guān)鍵的事件。
從圖2中可以看出，時(shí)間窗口擴(kuò)展了10倍，可以捕獲更多的連續(xù)脈沖。其實(shí)現(xiàn)方式是提高屏幕上顯示的格線的每個(gè)格，提高記錄長(zhǎng)度，同時(shí)保持采樣率不變。這種更大的采集帶來(lái)了某些缺點(diǎn)：大量的采集提高了NVRAM和硬盤的存儲(chǔ)要求；大量的采集影響著I/O傳送速率(即GPIB吞吐量)；更多的記錄長(zhǎng)度提高了用戶承擔(dān)的成本。
由于示波器要處理更多的信息，因此采集之間的不活動(dòng)時(shí)間周期或“死區(qū)時(shí)間”增長(zhǎng)了，導(dǎo)致更新速率下降�？紤]到這些矛盾，必須不斷地平衡對(duì)高采樣率的需求與每條通道提供的存儲(chǔ)長(zhǎng)度的不足之間的矛盾。
圖1：以高分辨率捕獲的單個(gè)脈沖。
圖2：在長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度時(shí)以高分辨率捕獲的多個(gè)脈沖。
分段存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
為解決這個(gè)問(wèn)題，業(yè)內(nèi)制訂了許多策略。一種流行的方法是“分段存儲(chǔ)”方案。采用這種存儲(chǔ)技術(shù)的儀器，如采用FastFrame分段存儲(chǔ)技術(shù)的泰克示波器，允許把提供的存儲(chǔ)器分成一系列存儲(chǔ)段，然后以所需的采樣率使用觸發(fā)采集填充每個(gè)存儲(chǔ)段。
通過(guò)認(rèn)真定義觸發(fā)條件，這種技術(shù)可以只捕獲感興趣的波形或波形段，然后捕獲的每個(gè)事件存儲(chǔ)在自己編號(hào)的存儲(chǔ)段中�？梢园床东@順序單獨(dú)查看各個(gè)存儲(chǔ)段或幀，或?qū)Χ鄠�(gè)存儲(chǔ)段或幀分層，顯示其類似程度和對(duì)比結(jié)果。
這種功能基本上允許掃描通過(guò)不想要的波形段，從而可以把重點(diǎn)放在感興趣的信號(hào)上。圖3說(shuō)明了這種方法。通過(guò)使用DPO7254示波器中的FastFrame分段存儲(chǔ)技術(shù)，它以圖1所示的同樣小的記錄長(zhǎng)度以20GS/s的采樣率捕獲脈沖。分段存儲(chǔ)內(nèi)容被重疊在一起，以便所有脈沖在屏幕上相互堆疊起來(lái)。
圖3：通過(guò)使用泰克FastFrame分段存儲(chǔ)技術(shù)，可以以高分辨率捕獲多個(gè)脈沖。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)包括：高波形捕獲速率提高了捕獲偶發(fā)事件的能力；使用高采樣率，保留了波形細(xì)節(jié)；捕獲的脈沖之間沒(méi)有死區(qū)時(shí)間，保證有效利用記錄長(zhǎng)度存儲(chǔ)器；可以迅速地以可視方式比較波形段，確定重疊的堆棧中是否會(huì)有“伸出”異常事件。
作者：泰克科技公司 來(lái)源：維庫(kù)開發(fā)網(wǎng)
