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示波器有哪些不同的采集模式?

解释正常、精度和峰值检测获取

Written by Ben Nizette

Updated at April 7th, 2025

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Moku将始终以硬件支持的最大速率对输入信号进行采样。如果增加时间基准,跨度内的数据点将过多,无法绘制到屏幕上。“采集模式”描述了用于决定如何组合多个采样数据点以在显示屏上绘制单个点的算法。此操作称为下采样, Moku支持“正常”、“峰值检测”和“精确”下采样算法。

普通模式

正常模式,也称为“直接降采样”或“DDS”,只会从需要组合的众多数据点中挑选一个数据点。例如,如果您有 100 个来自 ADC 的数据点需要在屏幕上显示为一个点,则Moku将丢弃 99 个数据点并仅显示一个数据点。

这可能会导致高频输入信号产生混叠(显示为不同的频率),但如果您有信号,屏幕上几乎总会显示一些可以帮助调试的内容(与下面的精确模式进行对比)。

峰值检测

峰值检测不会在屏幕上绘制单个点,而是绘制一个阴影区域,从下采样窗口中的最小值延伸到最大值。这意味着它将捕获输入中存在的任何故障或瞬变,但也会捕获所有噪声,这些噪声会使查看感兴趣的信号变得更加困难。峰值检测不仅可以提高小故障的可见性,还可以使触发它们变得更容易。

Moku:Lab上不提供峰值检测功能。

精确模式

在某些示波器上,精确模式也称为“高分辨率”模式,它会对下采样窗口中的所有点取平均值。此操作可以消除噪音并提高测量的电压分辨率。如果您的信号对于所选的时间跨度来说太快,则精确模式可能会将您的信号平均降低到接近零,使其看起来好像根本没有信号。

精度模式按照以下公式提高有效位数:

例如, Moku:Go的 ADC 频率为 125MSa/s,原生位深度为 12 位。如果您的时间基数设置为显示采样频率为 100kSa/s,则精度模式会额外提供约 5 位分辨率,总共约 17 位。

深度记忆

深度存储模式可提供更大的存储深度和更高的采样率,从而显著增强Moku仪器的数据采集能力。当深度存储模式下的采样率降低时,会应用平均值来提高分辨率并降低噪音。

所有具有嵌入式数据记录功能的Moku仪器均支持深内存采集,包括示波器、锁相放大器、PID 控制器、数字滤波器盒、FIR 滤波器生成器和激光锁盒。但是,它在多仪器模式下不可用。在Moku:Pro上,示波器可以以 1.25 GSa/s 的速度采集数据,时间跨度为 10 毫秒。

示例

信号缓慢且嘈杂

正常模式保持电压分辨率并显示噪声

峰值检测突出显示所有噪声和故障

精确模式可消除噪音并提高电压分辨率

快速信号

正常模式混叠快速输入信号

峰值检测无法显示任何细节

精确模式将信号平均化为几乎为零

选择模式

如果您想查看快速毛刺或瞬变,请使用峰值检测。

如果您的信号具有多个不同频率的成分,或者只是为了获得良好的“全能信号”,请使用正常模式。

如果您的信号很小和/或有噪声,并且可以从提高分辨率中受益,请使用精确模式。

一种常见的工作流程是在连接信号并在屏幕上正确构图时使用正常模式,然后切换到峰值检测以捕获故障或精确模式以提高噪声性能和电压分辨率。

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