示波器的波形算法-罗德与施瓦茨.PDF

“示波器的艺术”基础篇系列之八 暨示波器数据处理方法三部曲之三 2014-11-10 示波器的波形算法 作者：李星Oscilloscope.China@，“ScopeArt 先生”团队成员 1 背景 我们在前两篇文章中介绍了示波器的波形抽取模式和内插模式，用户可以根据需要提高或者降低波形 采样率，更好地还原信号。这篇文章我们将讨论示波器如何针对多次采集的波形通过适当算法产生新 的波形，获得特别的应用价值。 提到波形算法，容易想到示波器里数学运算功能“math”可以实现几十种的算法，完全满足应用需要， 其中有个特色算法就是实时的 FFT 算法，可以实时显示频谱，实现时域和频域联调的功能。该文谈的 算法主要针对测试波形做相应的算法，提升波形质量，分为三种：OFF，ENVELOPE，AVERAGE 。 2 几个概念 为了更直观的说明波形算法这个概念，首先贴出图 1，从图中可以看到在数据采集通道中，内插模式、 抽取模式以及波形算法是在同一数据处理通道上，从 ADC 采集的数据经过内插模式或者抽取模式后， 你可以根据测试需要选择合适的波形算法对多次采集的波形进行算法处理，内插模式和抽取模式可以 与波形算法自由组合，选择比较灵活。本篇以4 种抽取模式与 3 种波形算法的组合来主要说明波形算 法的应用。 图1 RS 示波器数据处理通路 到这里，可能很多人会有疑惑：又是一个 average，之前上一篇抽取模式短文里 Hi-RESOLUTION 抽 取模式里也采用了 average ，这两种处理方式同样是针对同一采集数据处理的，一前一后，有什么差 罗德与施瓦茨（中国）科技有限公司 示波器测试测量专家热线：400-065-0339 Oscilloscope.China@ 2 异？笔者在第一次见到这个的时候，确实存在这样的疑问，后续将跟大家一起分享下这两个 average 的同与不同。 在《示波器的抽取模式》一文中已说明抽取的四种模式分别为：SAMPLE ，PEAK-DETECT ，HI- RESOLUTION，RMS。本文所要介绍的波形算法分为如下三种：OFF，ENVELOPE，AVERAGE 。 可以实现的组合如下图2 所示。 OFF SAMPLE + AVERAGE OFF PEAK DETECT + ENVELOPE HI- OFF + RESOLUTION AVERAGE OFF RMS + ENVELOPE AVERAGE 图2 抽取模式与波形算法可以实现的组合 示波器抽取模式是对 ADC 采集的数据点进行分析计算，即对相邻的 N 个数据点做相应的算法，把 N 个数据点做算法，计算成一个点，以此类推到 ADC 采集的所有数据点，这样可以降低波形采样率。 经过抽取后的数据点组合成波形，而示波器的波形算法正是对 N 个连续采样的波形采用不同的算法优 化波形质量，更加真实的测量信号波形。 同理，示波器的内插模式与波形算法的组合，是对 ADC 采集的数据点做不同的内插，然后把内插后 的波形采用不同的波形算法，优化测试波形。 下面对三种波形算法定义分别作简要的介绍。  OFF 这是最简单的一种方式，顾名思义，