【導(dǎo)讀】針對令人頭疼的偶發(fā)異常信號,長時間盯著示波器屏幕去觀察肯定不現(xiàn)實。那么,針對此類信號,有什么高效的方法去捕獲呢?分段存儲,應(yīng)用而生。
什么是分段存儲
分段存儲在采集過程中進(jìn)行多次觸發(fā),對每次觸發(fā)采樣得到的數(shù)據(jù)存放到將存儲空間分成的一段一段小的存儲中。示波器觸發(fā)一次填充一個段,段與段之間的空閑信號或信號不感興趣的部分沒有被采集和存儲。
原理如下圖所示:總的存儲深度分為n段,第1段用于顯示,第2段開始存儲,也就是當(dāng)發(fā)生第一次觸發(fā)時采集的數(shù)據(jù)存儲到第2段存儲空間中,當(dāng)?shù)?段存儲空間存儲滿之后,結(jié)束第一次觸發(fā),等待第二次觸發(fā)的到來,觸發(fā)后把數(shù)據(jù)存儲到第3段存儲空間中,以此類推。
分段存儲結(jié)構(gòu)圖
如果示波器總的存儲深度為512Mpts,段數(shù)分配計算公式如下:
N=512*1024*1024/【當(dāng)前存儲容量向2n次冪取整】-1
分段存儲如何設(shè)置
ZDS5000系列示波器最大存儲為512Mpts,在保持4GSa/s采樣率的情況下,支持分段存儲范圍:1~524287段。點擊【Seg】,通過調(diào)節(jié)時基檔位,在560Kpts存儲深度的狀態(tài)下,將分成255段進(jìn)行存儲和采集,如下圖所示。
分段存儲設(shè)置
設(shè)置觸發(fā)方式為【普通】,將觸發(fā)電平調(diào)到合適的位置,等待小概率異常信號到來。
觸發(fā)方式設(shè)置
通過手指觸碰探頭,可模擬小概率異常信號的發(fā)生,等分段存儲完成,點擊【Stop】,點擊【當(dāng)前段】可通過旋轉(zhuǎn)旋鈕A/B查看所有分段存儲情況,如圖20.4所示為第45段存儲的波形。
分段存儲結(jié)果
分段存儲應(yīng)用場合
1、低占空比脈沖或猝發(fā)信號——信號與信號之間有較長的空閑時間,很多情況下,即使有較大的存儲,通過降低采樣率的方式也很難達(dá)到想要的采集時長,而分段存儲可以很好的完成。
低占空比脈沖信號
2、串行總線分析——串行總線以數(shù)據(jù)包的方式進(jìn)行傳輸,包與包之間空閑時間會占用示波器寶貴的存儲資源,采用分段存儲,示波器可以只采集數(shù)據(jù)包,空閑時間不采樣。在保持較高采樣率下,還可以采集較多的數(shù)椐包,方便解碼分析。
總線分析
實例應(yīng)用:8小時振蕩檢測試驗
以ZDS5000系列示波器測試做振動試驗的連接器為例,測試整個過程中,監(jiān)測連接器可能出現(xiàn)次失效區(qū)的次數(shù),進(jìn)而檢測產(chǎn)品是否合格。
1、測試需求
整個振動試驗時長8個小時,在整個過程中連接器可能會出現(xiàn)0~幾十次失效區(qū),時長是300ns以上,幅值大小不確定(正常情況下電平為1V)。
2、測試難點
● 震動試驗時長8小時,示波器基于大時基錄波難以實現(xiàn),并且采樣率也不夠;
● 振動實驗室噪聲干擾較大,失效時的尖峰波形和雜波混雜在一起,不易測試失效區(qū)信號。
測試波形
針對上述測試難題,ZDS5000系列示波器的分段存儲功能提供了良好的解決方案。
首先,根據(jù)異常信號的特征,設(shè)置好示波器捕獲觸發(fā)條件(包括觸發(fā)電平、觸發(fā)方式、時基、分段存儲,分段段數(shù)等),進(jìn)行8個小時的振動試驗監(jiān)測,捕獲異常情況如圖所示:
異常捕獲
分段存儲
如圖所示,在長達(dá)8個小時的測試周期中,共捕獲了380404段異常波形,上圖為第281段的失效區(qū)異常情況及信號特征,當(dāng)前采樣率仍為4GSa/s。
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