示波器功能的組合運用
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摘要：在當前的數字示波器中，示波器的各個(gè)功能都有其獨特且強大的本領(lǐng)，它們彼此獨立而又相互聯(lián)系，所謂三個(gè)臭皮匠賽過(guò)一個(gè)諸葛亮，是不是可以將某些功能巧妙地組合使用，產(chǎn)生1+1>2的效果呢?這不僅可以將各個(gè)功能發(fā)揮到極致，還可以將問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)。在這場(chǎng)戰役中三個(gè)臭皮匠是否能凱旋而歸呢，我們拭目以待吧!
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/282674.htm1、示波器三大功能
(1)FFT運算功能。通過(guò)FFT運算，可以有效地分析波形的頻域特性，直觀(guān)地查看到波形中存在的各個(gè)頻率分量的功率、有效值、相位等特性，有效地應用在分析被測系統中的諧波分量和失真、電源信號中的噪聲特性等場(chǎng)合。ZDS2000系列示波器標配4Mpts的FFT，在1GSa/s的FFT等效采樣率下頻率分辨率仍能精細到250Hz，可準確快速的分析信號干擾來(lái)源。
(2)數字濾波器功能。它是使用IIR或FIR數字濾波器，對被測信號進(jìn)行數字濾波。通過(guò)較少的計算量，可以使通帶內具有很好的平坦度、阻帶內有足夠的衰減和足夠小的阻帶紋波。ZDS2024示波器標配的IIR數字濾波功能可選擇高通或低通濾波，截止頻率可選擇100Hz到100MHz的寬調節范圍。如下圖1所示，是ZDS2024示波器在設置歸一化截止頻率為0.08的低通巴特沃斯濾波器的幅頻響應曲線(xiàn)：
圖1 低通濾波器的幅頻響應曲線(xiàn)
(3)自動(dòng)測量功能。不僅可以測量通道源的波形，還可以測量經(jīng)過(guò)數學(xué)運算或者數字濾波后的波形。ZDS2000系列示波器標配的“真正意義”的參數測量統計會(huì )把屏幕上捕獲的所有波形進(jìn)行測量統計，得出當前值、最大值、最小值和平均值、標準差、測量次數。用戶(hù)通過(guò)觀(guān)察統計最大值和最小值可快速了解波形中可能存在的異常，通過(guò)觀(guān)察平均值、標準差可快速評估信號特性。
2、三大功能的組合
FFT功能：可以有效地分析信號中的噪聲的頻域范圍;
數字濾波功能：可以有效地過(guò)濾信號中的噪聲成分;
自動(dòng)測量功能：可以用于測量經(jīng)過(guò)數學(xué)運算或者數字濾波后的波形的各個(gè)參數指標。
如上所述，我們已經(jīng)無(wú)形中就將“FFT + 數字濾波 + 自動(dòng)測量”組合成了一個(gè)可用于定位噪聲、減少噪聲、波形測量的利器，可有效地用于存在干擾的被測信號的干擾定位和快速測量。下面，我們就用這個(gè)利器來(lái)解決一個(gè)經(jīng)常會(huì )遇到的信號測量的問(wèn)題。
當我們在測量某些正弦小信號時(shí)，經(jīng)常會(huì )發(fā)現紋波信號會(huì )夾雜很多的高次諧波和噪聲干擾，造成波形不能有效觸發(fā)，更重要的是測量結果誤差很大。波形如下圖2所示：
圖2帶干擾的原始波形
下面，我們就看如何使用運用三大功能的組合來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，具體步驟如下所示：
Step1：定位噪聲范圍
使用FFT運算功能，得到該波形的頻域特性，分析波形的噪聲干擾范圍，從而定位噪聲范圍。
圖3示波器FFT頻譜分析圖
由上圖3可知，FFT測得的波形的基頻是357Hz(由于當前FFT的頻譜分辨率為35.7Hz)，干擾的噪聲信號的頻率范圍都是大于1KHz。
Step2：信號濾波
使用數字濾波器功能。由于需要將高頻率信號過(guò)濾掉，因此在數字濾波菜單中選擇低通濾波模式，然后將截止頻率設為1KHz，將大于1KHz的頻率信號進(jìn)行低通濾波衰減。
濾波后效果如下圖4所示：
圖4經(jīng)過(guò)數字濾波后的波形圖
Step3：參數測量
對于數字濾波后的波形，可以使用自動(dòng)測量功能，對濾波后的波形的電壓、時(shí)間、計數等測量項進(jìn)行測量。如下圖5所示，電壓方面，原始波形的峰峰值(Pk-Pk)為700mV，而數字濾波后波形的峰峰值為357mV，測量更加準確。時(shí)間方面，原始波形的頻率測量值(Freq)為1.127kHz，波動(dòng)很大，而數字濾波后波形的頻率值為355.2Hz，波動(dòng)非常小。
圖5原始波形與數字濾波波形的測量結果對比
ZDS2000示波器擁有4Mpts FFT運算、數字濾波功能、51種“真正意義”的自動(dòng)測量統計這三大功能，如果能夠靈活地組合使用，將會(huì )使各個(gè)功能發(fā)揮到極致，極大地提高工作的效率。
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