數字示波器捕獲信號的過程是典型的“采集-處理-采集-處理”過程


，如圖1所示為數字示波器的采集原理，一個捕獲周期由采樣時間和（處理時間）死區時間組成
，如圖2所示。

 

圖1 示波器采集原理圖

 

采樣時間：是信號采樣存儲的過程。

 

死區時間（處理時間）：是示波器對采樣存儲回來的數字信號進行測量運算，顯示等處理的過程。死區時間內示波器不進行采集。

 

圖2 采樣時間與死區時間

 

所以：捕獲時間=采樣時間+死區時間，而捕獲時間又等於波形刷新率的倒數。

 

波形刷新率即波形捕獲率，指的是每秒捕獲波形的次數，表示為波形每秒（wfms/s）。

 

 

死區時間的大小影響著遺漏信號的多少，也決定了捕獲異常信號概率的大小，那麼如何去計算示波器死區時間的大小呢？本次以ZDS2024 Plus示波器為例，ZDS2024 Plus的波形刷新率為330Kwfm/s
，將時基檔位調製50ns/div，可以看到異常信號閃現在示波器的屏幕上，如圖3所示。

 

圖3 ZDS2024 Plus示波器捕獲異常信號

 

根據捕獲到的波形進行死區時間的計算，在50ns/div的時基檔位下以下為計算的過程：

 

圖4 死區時間計算公式

 

 

 

上圖4和表1為ZDS2024 Plus示波器與普通示波器的死區時間對比，在相同的時基檔位下，ZDS2024 Plus有效采樣時間為23.1%
，普通示波器有效采樣時間為0.2%，相當於在1s內ZDS2024 Plus采集231ms，而普通示波器僅僅采集了20ms

，相差20倍以上，如圖5所示。

 

圖5 不同示波器死區時間對比

 

從圖5可看出波形刷新率越高，死區時間就越短，捕獲異常信號的概率就越高；波形刷新率越低
，死區時間就越長，捕獲異常信號的概率就越小。

 

波形刷新率與死區時間就像拍照的瞬間，如下圖6所示，拍照的頻率越高
，中間間隔的時間就越短
，能抓拍到一掠而過的飛機的機率就越高，動靜結合的美好作品就能呈現在我們眼前。

 

圖6 拍照頻率對比圖

 

數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)過(guo)程(cheng)和(he)數(shu)據(ju)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)的(de)過(guo)程(cheng)屬(shu)於(yu)串(chuan)行(xing)關(guan)係(xi)，無(wu)法(fa)同(tong)時(shi)時(shi)進(jin)行(xing)運(yun)作(zuo)
，也(ye)就(jiu)是(shi)采(cai)集(ji)過(guo)程(cheng)無(wu)法(fa)實(shi)時(shi)的(de)處(chu)理(li)數(shu)據(ju)，所(suo)以(yi)若(ruo)波(bo)形(xing)刷(shua)新(xin)率(lv)低(di)，則(ze)在(zai)信(xin)號(hao)采(cai)集(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)漏(lou)掉(diao)關(guan)鍵(jian)的(de)異(yi)常(chang)信(xin)號(hao)
，給(gei)調(tiao)試(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)一(yi)個(ge)錯(cuo)誤(wu)的(de)判(pan)斷(duan)
，無(wu)法(fa)將(jiang)故(gu)障(zhang)檢(jian)測(ce)出(chu)來(lai)，大(da)大(da)延(yan)長(chang)調(tiao)試(shi)時(shi)間(jian)
，降(jiang)低(di)調(tiao)試(shi)效(xiao)率(lv)。死(si)區(qu)時(shi)間(jian)是(shi)數(shu)字(zi)示(shi)波(bo)器(qi)與(yu)生(sheng)俱(ju)來(lai)的(de)缺(que)陷(xian)
，沒(mei)有(you)辦(ban)法(fa)消(xiao)除(chu)，但(dan)是(shi)可(ke)以(yi)盡(jin)量(liang)的(de)減(jian)小(xiao)。

 

 

死區時間與波形刷新率息息有關，要減少死區時間，必須增大波形刷新率，ZDS2024 Plus示波器具有330Kwfm/s的波形刷新率，讓異常信號一覽無餘
，ZDS4054 Plus示波器具有1Mwfm/s的波形刷新率，可以更快更可靠的查找故障，縮短故障排查所需要的時間。