在使用電子測量儀器的時候,波形檢視是最常用到的功能,那麼波形的採集和重構一般是怎樣實現呢?在採集方法上比較典型的儀器之一就是示波器,今天安泰測試就簡單介紹一下瞬態、穩態測量儀器常見的波形採集方法。
根據Nyquist (奈奎斯特)取樣定理,能夠完成的重建波形取樣頻率至少應為訊號最高頻率的2倍,而當示波器最大采樣率超過測量訊號頻率2倍的時候, 示波器一次“掃描”中採集遠遠足夠的樣點,構建準確的影象,這就是數字示波器常用採集方法——實時取樣。實時取樣是使用示波器捕獲快速訊號、單次訊號、瞬態訊號的唯一方式。
當取樣過程不滿足Nyquist (奈奎斯特)取樣定理,就可以考慮使用另一種採集方法——等效取樣。 等效取樣的基本原理是把高頻、快速訊號變成低頻、慢速重複訊號進行採集。為了達到低速取樣還原高頻訊號的目的,要求被測訊號一定是週期變化的,如果將每個取樣點安排在不同訊號週期內,取自波形不同的位置上,而不是在同一個週期的話,就可以大大降低取樣頻率。最後透過數學方法再將多個週期內的取樣點還原到一個週期內,重構被測訊號。
這樣等效取樣可以使用低於原始訊號兩倍頻率的取樣頻率不失真的取樣並還原原始訊號,適合於對高頻週期訊號的取樣和分析。如在測量高頻訊號時,取樣率不夠時則不能在一次掃描中搜集足夠的樣點。可以使用等效時間取樣,準確地採集頻率超過採集率/2.5的訊號。等效時間取樣透過從每次重複中捕獲少量資訊,構建重複訊號的影象,波形緩慢構建,象一串燈一樣,一個接一個地亮起。示波器可以準確地捕獲頻率成分遠遠高於示波器取樣率的訊號。
等效取樣有可以分為順序等效取樣和隨機等效取樣。
順序等效取樣是在間隔K個週期捕獲一個樣值,每經過k個週期再經過一個微小的延時△t就獲得一個樣值。假設k=1時,每週期取樣N個點的等效取樣和重構過程。最後將採集的資料拼湊到一個週期內,實現對原始輸入訊號波形的重構。重構後的取樣頻率變為微小延時△t的倒數。透過控制這個△t的大小,就可以控制等效取樣的頻率。實際取樣頻率可以透過控制K的大小進行調節。K越大,實際取樣頻率越小;而△t越小,等效取樣頻率越高。這樣就實現了低速取樣高頻訊號的目的。
順序等效取樣
隨機等效取樣採用內部的時鐘, 它與輸入訊號和訊號觸發的時鐘不同步, 樣值連續不斷的獲得, 而且獨立於觸發位置。透過記錄取樣資料與觸發位置的時間差來確定取樣點在訊號中的位置來重建波形。這就產生了準確測量與取樣觸發點相關的位置的問題。儘管取樣在時間上是連續的, 但是相對於觸發器則是隨機的, 由此產生了“ 隨機”等效時間取樣的說法。
在使用電子測量儀器的時候,波形檢視是最常用到的功能,那麼波形的採集和重構一般是怎樣實現呢?在採集方法上比較典型的儀器之一就是示波器,今天安泰測試就簡單介紹一下瞬態、穩態測量儀器常見的波形採集方法。
根據Nyquist (奈奎斯特)取樣定理,能夠完成的重建波形取樣頻率至少應為訊號最高頻率的2倍,而當示波器最大采樣率超過測量訊號頻率2倍的時候, 示波器一次“掃描”中採集遠遠足夠的樣點,構建準確的影象,這就是數字示波器常用採集方法——實時取樣。實時取樣是使用示波器捕獲快速訊號、單次訊號、瞬態訊號的唯一方式。
當取樣過程不滿足Nyquist (奈奎斯特)取樣定理,就可以考慮使用另一種採集方法——等效取樣。 等效取樣的基本原理是把高頻、快速訊號變成低頻、慢速重複訊號進行採集。為了達到低速取樣還原高頻訊號的目的,要求被測訊號一定是週期變化的,如果將每個取樣點安排在不同訊號週期內,取自波形不同的位置上,而不是在同一個週期的話,就可以大大降低取樣頻率。最後透過數學方法再將多個週期內的取樣點還原到一個週期內,重構被測訊號。
這樣等效取樣可以使用低於原始訊號兩倍頻率的取樣頻率不失真的取樣並還原原始訊號,適合於對高頻週期訊號的取樣和分析。如在測量高頻訊號時,取樣率不夠時則不能在一次掃描中搜集足夠的樣點。可以使用等效時間取樣,準確地採集頻率超過採集率/2.5的訊號。等效時間取樣透過從每次重複中捕獲少量資訊,構建重複訊號的影象,波形緩慢構建,象一串燈一樣,一個接一個地亮起。示波器可以準確地捕獲頻率成分遠遠高於示波器取樣率的訊號。
等效取樣有可以分為順序等效取樣和隨機等效取樣。
順序等效取樣是在間隔K個週期捕獲一個樣值,每經過k個週期再經過一個微小的延時△t就獲得一個樣值。假設k=1時,每週期取樣N個點的等效取樣和重構過程。最後將採集的資料拼湊到一個週期內,實現對原始輸入訊號波形的重構。重構後的取樣頻率變為微小延時△t的倒數。透過控制這個△t的大小,就可以控制等效取樣的頻率。實際取樣頻率可以透過控制K的大小進行調節。K越大,實際取樣頻率越小;而△t越小,等效取樣頻率越高。這樣就實現了低速取樣高頻訊號的目的。
順序等效取樣
隨機等效取樣採用內部的時鐘, 它與輸入訊號和訊號觸發的時鐘不同步, 樣值連續不斷的獲得, 而且獨立於觸發位置。透過記錄取樣資料與觸發位置的時間差來確定取樣點在訊號中的位置來重建波形。這就產生了準確測量與取樣觸發點相關的位置的問題。儘管取樣在時間上是連續的, 但是相對於觸發器則是隨機的, 由此產生了“ 隨機”等效時間取樣的說法。