在電子測量領域，數(shù)字示波器與模擬示波器有著顯著區(qū)別。數(shù)字示波器具備豐富的測量參數(shù)，諸如上升時間、下降時間、峰峰值以及幅值等。通常而言，這些參數(shù)的定義在示波器操作手冊中均有詳細說明。然而，若深入探究每個參數(shù)底層算法的根源，會發(fā)現(xiàn)其中蘊含的原理并不簡單。透徹理解示波器的基本算法，對于我們理解使用示波器過程中遭遇的復雜問題大有裨益。比如，為何光標測量結果與參數(shù)測量結果存在較大差異？為何示波器在測量不規(guī)則信號的上升時間時，跳變范圍較大？接下來，由鼎陽科技為大家詳細解讀數(shù)字示波器測量參數(shù)中的關鍵算法 —— 垂直測量的第一算法。

那么，究竟什么是數(shù)字示波器的第一算法呢？在此，我們將示波器中用于確定高電平和低電平的算法，定義為數(shù)字示波器垂直量測量的第一算法。

數(shù)字示波器垂直量測量的第一算法核心在于確定高電平和低電平。峰值的概念相對直觀，即所有采樣樣本中的最大樣本值減去最小樣本值，這在數(shù)字示波器算法的實現(xiàn)上并不復雜。而幅值則是指被測信號的 “高電平” 減去 “低電平”。但問題在于，高電平和低電平具體處于何處呢？這就需要借助特定算法來明確。該算法的確定意義重大，它不僅直接決定了 “幅值” 這一參數(shù)的值，還會對絕大多數(shù)與水平軸相關的參數(shù)，如上升時間、下降時間、寬度以及周期等產(chǎn)生影響，因為這些水平軸參數(shù)的計算依賴于垂直軸參數(shù)。

在數(shù)字示波器的算法體系中，一般默認依據(jù)屏幕最左側到最右側的全部波形數(shù)據(jù)來確定 “高電平” 和 “低電平”。因此，數(shù)字示波器每進行一次捕獲操作，僅能獲取一組 “高電平” 和 “低電平” 的參數(shù)值。

值得注意的是，測量單個脈沖方波與測量多個脈沖方波時，所得到的 “高電平” 和 “低電平” 結果可能會有所不同。這是由于統(tǒng)計的樣本數(shù)量不同，進而導致生成的 “軌跡直方圖” 存在差異。倘若信號存在些許過沖或下沖現(xiàn)象，就可能干擾直方圖分布中最大概率狀態(tài)的確定，如此一來，眾多參數(shù)的測量結果都會受到波及。在實際測量過程中，我們務必對此予以高度關注。

當測量 “頂部” 數(shù)據(jù)樣本稀缺的波形時，經(jīng)統(tǒng)計形成的 “軌跡直方圖” 可能無法呈現(xiàn)出明顯的高概率密度位置。例如，在測量正弦波時，由于其 “頂部” 數(shù)據(jù)量較少，不存在概率密度顯著偏高的位置。此時，部分數(shù)字示波器算法會將波形的 “最大值” 認定為 “高電平”，“最小值” 認定為 “低電平”。

以上便是對數(shù)字示波器垂直量測量第一算法的詳細介紹。在測量正弦波時，若采樣率充足，數(shù)字示波器捕獲到的波形數(shù)量越多，所測量得到的高電平和低電平就越穩(wěn)定、準確。相應地，受其影響的水平軸參數(shù)，如上升時間、下降時間、周期以及頻率等，也會更加精準。對于正弦波的測量，還可借助正弦插值或等效采樣模式來增加待分析的樣本數(shù)量，如此一來，測量結果可能會更為精確 。