異常信號的捕獲與分析

　　摘要：異常信號隱蔽性高，分析難度大，使得無(wú)數工程師都敗倒在她的石榴裙下，但因其在信號的分析與調試過(guò)程中影響很大，工程師們不得不屢敗屢戰，一路坎坷前行。本文將結合實(shí)例進(jìn)行分析，分享了一種新穎而實(shí)用的異常信號捕獲方法，也許會(huì )讓你耳目一新。

　　一、找出異常信號

　　Step1：觀(guān)察異常

　　如何知道是否存在異常信號?

　　耳聽(tīng)為虛，眼見(jiàn)為實(shí)，ZDS2000系列示波器提供了一種最簡(jiǎn)單、有效的方式——無(wú)限余輝，可以讓捕獲到的信號一直停留在顯示上，再配上ZDS2000系列示波器特有的330K“波形刷新率”，在高波形刷新率的條件下，讓所有的異常信號無(wú)處可逃。

　　圖1 異常信號的影子

　　一般來(lái)說(shuō)，異常信號概率較低，不同于正常信號，所以圖1中淺灰波形(低概率)很有可能就是我們要找的異常信號，但可惜的是，雖然看到了異常，但卻還不能查看其細節及做進(jìn)一步分析，因為還欠缺將異常數據保存下來(lái)。

　　Step2：條件捕獲

　　通過(guò)Step1，可以大概了解到異常信號的特性，將其特有的條件視為觸發(fā)條件，利用觸發(fā)可快速的捕獲異常信號。ZDS2000系列示波器免費標配了多種“觸發(fā)類(lèi)型”，其中包括11種基礎觸發(fā)，21種協(xié)議觸發(fā)。另外，用戶(hù)還可根據波形的形狀特性，使用“模板觸發(fā)”，讓觸發(fā)更加隨心所欲。

　　圖2 使用脈寬特征觸發(fā)捕獲異常

　　圖3 使用模板觸碰捕獲異常

　　Step3：手動(dòng)捕獲

　　很多時(shí)候，異常是沒(méi)有任何規律的，面對它，即使再強大的觸發(fā)也會(huì )感到無(wú)力?！笆謩?dòng)捕獲”可捕獲大量的數據，并將數據保存，將異常信號收入囊中。具體做法：

　　將一段時(shí)間內的波形全部保存下來(lái)，如果有發(fā)生異常，那它將會(huì )在保存的數據中，ZDS2000系列示波器標配了最大250Mpt存儲深度，可在1MHz的采樣率下，保存250秒的數據。

　　二、精確定位異常

　　捕獲到異常信號就完事了么?不，那僅僅是作為對其進(jìn)行分析的基礎，接下來(lái)我們需要進(jìn)一步了解異常信號的細節、特性，最后從本質(zhì)上分析異常信號產(chǎn)生的原因，這才是我們真正需要做的事情。

　　1、測量

　　僅僅通過(guò)波形的直觀(guān)表現來(lái)分析異常信號遠遠不夠，只有將波形各項指標精確量化，才能看透波形異常的本質(zhì)。ZDS2000系列示波器標配的51種“真正意義”的參數測量，會(huì )把屏幕上捕獲的所有波形進(jìn)行統計分析，得出每一項的當前值、最大值、最小值、平均值、標準差、統計次數，用戶(hù)通過(guò)觀(guān)察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。

　　圖 4參數測量查找異常信號

　　2、搜索

　　在調試異常信號時(shí)，我們通常需要明確，異常出現的頻率是多少，是不是周期性出現的呢?為了弄清楚這些問(wèn)題，一般需要長(cháng)時(shí)間記錄波形，然后基于這樣一個(gè)龐大的數據庫去定位和分析異常。ZDS2000系列示波器標配的“搜索功能”，可以在海量的數據中快速定位出感興趣的信號，并自動(dòng)做出標記，用戶(hù)通過(guò)觀(guān)察標記可快速了解異常的位置、頻率、周期等特性。

　　圖5 搜索異常大脈沖

　　圖6 搜索異常小脈沖

　　3、FFT

　　異常通常伴隨著(zhù)干擾信號，通過(guò)ZDS2000系列示波器標配的4M點(diǎn)“FFT運算”，從時(shí)域范圍轉換到頻域范圍進(jìn)行分析。在1GHz的采樣率下，FFT的分辨率能精確到250Hz，用戶(hù)通過(guò)分析各個(gè)頻率的功率、有效值、相位等特性，可快速準確地分析異常信號以及異常信號的來(lái)源。

　　ZDS2000示波器提供了觸發(fā)、測量、搜索、FFT等多種強大功能，但異常信號的不確定性非常大，實(shí)際應用中，還是應視具體情況，靈活組合運用，才能最大程度的提高工作效率。