示波器的FastFrame分段存储模式的应用场景分析

发布时间:2023-04-23  

如今工程师们在面对复杂系统的调试和验证时面临着许多测试技术挑战,包括捕获和可视化多个不频繁或间断出现的事件,如串行数据包、激光脉冲和故障信号。为了准确地测量和表征这些信号,必须在长时间内以高采样率捕获它们。


示波器的默认采集模式因为其有限的记录长度会强制在采样率和捕获时间进行妥协。使用更高的采样率可以更快地填充仪器的内存,减少数据采集的时间窗口。相反,捕获长时间的数据通常是以牺牲水平时间分辨率(采样率)为代价的。


“FastFrame™分段存储模式让您不用再从定时分辨率与捕获时间之间做选择。”

它提高内存使用效率和数据获取质量,包括:

1、以足够的采样率捕获多个事件,以便进行有效的分析

2、通过记录长度的优化来保存和显示必要的数据

典型应用:捕获间歇性事件,测量偶发的事件,获取突发的串行数据包,并将偶发事件与“标准”参考做比对。


应用场景详解

一、高分辨率捕获单个脉冲

示波器的FastFrame分段存储模式的应用场景分析

图1. 高分辨率捕获的单个脉冲

考虑图1所示的单个3.25 ns脉冲。它是用5系列MSO在一个1250点的波形中以3.125 GS/s的采样率和12位垂直分辨率获得的。在这种采样率和分辨率下,可以看到许多波形细节。

二、利用峰值检测和长记录长度捕获多个脉冲

图2. 利用峰值检测和长记录长度捕获多个脉冲

对于这个信号,脉冲间隔超过6.5毫秒。为了获得与图1相同的采样率的信号,时间窗口扩展了5万倍,通过增加时间/分割和记录长度来捕获更多的连续脉冲。(峰值检测采集也被用来使窄脉冲更明显。)

如图2所示,这将占用产品的整个标准记录长度。然而在20毫秒的采集中只捕获了3个3.25纳秒的脉冲。在这种情况下,只有0.00005%的捕获是我们测试需要的!

长时间的连续采集有一些明显的缺点:

1、需要增加数据处理,降低了最大触发率,限制了波形捕获率

2、增加了数据存储需求

3、降低了I/O传输速率

4、额外的可选记录长度是非常昂贵的

三、利用分段存储捕获多个脉冲

图3. 利用 5 系列 MSO分段存储分割内存,实现以高采样率捕获多个脉冲

FastFrame™分段存储允许您将内存分割成多帧。每一帧的记录长度与启用FastFrame模式之前相同,最大帧数为仪器的最大记录长度除以一帧的记录长度。

然后,以指定的采样率触发采集并填充每一帧,只捕获感兴趣的波形部分。然后,这些帧可以按照它们被捕获的顺序被单独查看,或者叠加以显示它们的相似性和差异性,从而使您能够轻松地审视波形,以便您可以将注意力集中在感兴趣的信号上。

图3演示了这种方法,捕获了100,000帧。使用5系列MSO中的FastFrame分段存储器,以3.125 GS/s的采样率捕获脉冲,记录长度与图1相同。

FastFrame采集模式的触发速率可以达到每秒500万帧(采集/秒),这比示波器其他的触发速率都要快得多。


四、所有获取帧叠加显示允许快速的视觉比较

图4. 所有获取帧叠加显示允许快速的视觉比较

在图4中,分段存储帧被叠加,因此所有的脉冲在屏幕上看起来都是堆叠在一起的。这允许对所有获取帧进行快速的可视比较。

选定的帧被设置为100,000,波形以蓝色显示在叠加帧的顶部。参考帧和所选帧之间的时间差(Delta)显示在显示器右侧的结果面板中。

FastFrame分段存储方法的优点包括:

1、高FastFrame波形捕获率增加捕获偶发事件的概率

2、使用高采样率保证了波形细节

3、使捕捉脉冲的死区时间最小,确保有效利用记录长度

4、存储帧可以快速和直观地进行比较,以确定是否在叠加显示中出现异常

五、显示平均总结帧信息

图5. 5 系列 MSO 分段存储显示,显示平均总结帧信息

FastFrame分段存储支持标准的样本采集模式,以及峰值检测和高分辨率模式。FastFrame可以在记录结束时提供一个额外的“摘要”帧。对于采样和高分辨率的采集模式,可以添加一个平均总结帧来显示所有帧的平均波形。对于峰值检测采集模式,可以添加包络摘要来显示所有帧中波形的最大值和最小值。

六、FastFrame时间戳


图6. 显示FastFrame时间戳,在显示屏右侧的结果面板中显示帧1和帧2之间的时间间隔。显示屏顶部的粉红色时间趋势柱状图中,所有100,000个脉冲之间的时间增量非常一致。

每一帧的波形只反映了事件的一部分。在每一帧的绝对和相对定时中也有重要的信息。每个触发点的定时都具有时间戳的特征。


触发器时间插值为每个触发器时间戳提供了非常高的定时分辨率,比样本间隔更精确。时间戳以皮秒分辨率显示。虽然此解决方案可能不适用于单个事件的绝对时间戳,但在度量事件之间的时间间隔时,它会变得非常强大。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    断自己的软件是否存在bug,并快速修复和验证;数字示波器的存储深度可以记录一段时间内所有的波形,使得转瞬即逝的电信号直观的延展开来,也可以通过数据接口导出到电脑上做更进一步的数据分析: 案例三、在维......
    进行断电操作,这样一屏幕就是14秒,操作结束后示波器按停止键,这段时间就刚好合适我们记录断电信号了。 然后和刚才一样,将波形展开到合适位置,打开光标测量波形下降的时间即可。可以看到是580μs左右 对于③交流......
    泰克示波器如何测峰值电压?;泰克示波器作为电子测量仪器中重要一员,我们可以利用示波器观察到各种不同信号幅度随着时间变化的波形曲线。与此同时还能通过它测量各种不同的电量,比如电压、电流等等。拥有......
    个满足条件的点不会被触发,经过释抑时间后满足触发条件的点才会被触发。这样就可以根据用户的需要,进行定点触发波形了。 二、怎样应用RIGOL数字示波器观测一段时间的波形? 示波器不能一直连续的去捕获波形......
    部分,以便您快速发现罕见的故障。 示波器余晖模式如何调整? 余晖是指波形在屏幕上停留一段时间,不立即消失的效果。此时是余晖的停留时间,可通过示波器设置。 当示波器收集到新的波形时,以前收集的波形......
    没有触发系统,采用每隔一段时间或随机某个时间将采样的波形进行叠加,由于采样位置的不确定性和无规律,就会出现非常混乱的波形显示,在示波器屏幕上看起来就像来回滚动的波形,如下图所示的这种波形。 这就......
    幅度较大的突发性毛刺:将触发电平设置到刚刚高于正常信号电平,点击SINGLE按钮,则当毛刺发生时,机器自动触发并把触发前后一段时间的波形记录下来。拖动触发位置标志线可以得到不同长度的负延迟触发,便于观察毛刺发生之前的波形......
    能可能可以解决这个触发问题,但设置示波器以建立类似上述情景的独特触发条件需要大量的时间。利用区域触发,我们可以在示波器的电容触摸屏上显示的异常信号穿过的区域划一个框(区域),并指定波形“必须交叉”划出的区域以捕获和单独显示异常波形......
    们事先定义好的,存储器的起点也就固定下来,这时示波器存储器变成了只进不出,后进来的信号直到填满存储长度为止,存满后再重新刷新。 如果是单次捕获就只存储刷新一次。很容易看到存储器起点到触发点这段时间记录的波形数据就是触发前的波形......
    的触发系统与采样系统,是示波器的重要组成部分。采样系统负责将模拟信号数字化,但信号是源源不断过来的,该取哪部分显示在示波器的界面上呢? 如果示波器没有触发系统,采用每隔一段时间或随机某个时间将采样的波形......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>