示波器的跟蹤（track）和趨勢（trend）texingtianjialelianggeshuxuecelianggongneng，keyongyushenrulejieceliangshujudeyiyi。qushishisuoceliangcanshudeshuzhishunxuzhanshitu，yiceliangshijianshuzuoweishuipingfangxiangdeshuzhi。genzongshiceliangcanshuzhiyushijiandeguanxitu。zhelianggegongnengkeyirangshiboqizhixingruxiarenwu：數據記錄
、探測測量值之間的函數關係、識別長數據記錄中的異常情況
，甚至可以解調角度調製或脈寬調製信號。

 

無論趨勢還是跟蹤都基於示波器的測量參數
，大多數示波器都可以提供約25個測量參數，其中包括頻率、幅值
，以及升/降時間。示波器持續跟蹤這些測量值並使用它們來顯示參數值的統計信息
，當然也可以將這些數值繪製為趨勢和/或跟蹤圖。

 

圖1是如何使用趨勢或跟蹤功能的示例。所獲取的跡線（trace，上部網格中黃色所示）是脈寬調製（PWM）信號。參數P1逐周期測量所采集波形上的脈寬。參數統計包括脈寬最小值（2.698ns）和最大值（49.3ns）脈寬，以及所有測量值的平均值和標準偏差。采集的波形有100個周期（100k采樣），每個周期的脈寬都記錄在統計數據報告中。

 

底部跡線（藍色）是脈寬測量的趨勢。它包含這100個脈寬測量值，按照被測順序排列。跡線上的每個點代表一個值。趨勢圖中值的數量通常是用戶可選的，一般以1-2-5的級數來衡量，從2到1,000,000可選。此例中

，趨勢圖和源波形是同步的，因為100個值的趨勢圖長度恰與源波形的周期數匹配，但情況並非總是如此。

 

圖1：源自脈寬調製波形的脈寬趨勢和跟蹤。

 

中心跡線（橙色）是脈寬的跟蹤。該波形包含與采集波形相同的100k個點。對每個測量值進行升采樣（upsampled，即加大采樣率）以匹配源波形每個周期的持續時間。跟蹤圖始終與源波形同步。

 

由於跟蹤功能具有時間同步特性
，因此可以使用它來解調PWM波形信號。通過跟蹤參數頻率，也可以使用它來解調調頻（FM）或調相（PM）信號。

 

數據記錄

 

趨勢功能非常適合數據記錄。我們來看看圖2中的測量數據。

 

圖2：數據記錄示例記錄了RMS線電壓和室溫的變化。觸發遲滯（hold-off）用於每隔5秒讀一次數。

 

頂部跡線是RMS線電壓的趨勢。觸發遲滯用於在每次測量之間插入5s延遲。頂部往下數的第二條跡線是熱電偶輸出趨勢。數學跡線F4（頂部往下數的第三條跡線）對熱電偶輸出進行濾波，並重新以攝氏度進行數值標度。整個圖中記錄了2000次測量
，每次間隔5秒，時長2.7小時。

 

當(dang)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)開(kai)啟(qi)時(shi)，線(xian)電(dian)壓(ya)下(xia)降(jiang)
，然(ran)後(hou)溫(wen)度(du)稍(shao)微(wei)下(xia)降(jiang)。整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)呈(cheng)現(xian)周(zhou)期(qi)性(xing)變(bian)化(hua)。這(zhe)可(ke)通(tong)過(guo)交(jiao)叉(cha)關(guan)聯(lian)原(yuan)始(shi)趨(qu)勢(shi)波(bo)形(xing)進(jin)行(xing)驗(yan)證(zheng)，在(zai)底(di)部(bu)跡(ji)線(xian)中(zhong)有(you)顯(xian)示(shi)。在(zai)相(xiang)關(guan)功(gong)能(neng)中(zhong)清(qing)楚(chu)地(di)顯(xian)示(shi)出(chu)周(zhou)期(qi)性(xing)
，大(da)約(yue)每(mei)252次測量或每20分鍾循環一次。

 

使用跟蹤進行解調

 

在某些應用中，解調角度調製信號很有幫助。例如，在測量鎖相環（PLL）的頻率響應時
，可以使用跟蹤功能查看PLL輸入和輸出處的相位變化。圖3顯示了PLL頻率響應測量。

 

圖3：使用時間間隔誤差跟蹤來解調相位調製輸入並輸出到PLL。

 

任何器件的頻率響應都可以通過使用階躍函數激勵來測量，差分該階躍響應並對該響應進行快速傅立葉變換（FFT）。在圖3中
，左上方的跡線是PLL輸入：66.67MHz的正弦波，在波形的中點有一個2弧度的相位階躍。測量參數P1測量的是波形的時間間隔誤差（TIE）。TIE測量波形邊沿或閾值交叉點的測量位置與該邊緣的理想位置之間的時差。TIE本質上是信號的瞬時相位。圖3左側頂部往下數的第二條跡線顯示了PLL輸入的TIE跟蹤。TIE跟蹤解調了相位調製輸入。輸入波形中心的相位階躍顯而易見。

 

右上方的跡線是PLL的輸出。測量PLL輸出的TIE並使用跟蹤來解調相位，可以看到PLL對相位階躍的影響。請參見圖3右側頂部往下數的第二條跡線。跟蹤功能可以查看PLL輸入和輸出的相位變化，提供了源跡線中不明顯的相位變化的視圖，這很重要，因為PLL是相位敏感器件。

 

通常使用脈衝函數作為輸入信號來測量信號的頻率響應。差分該階躍響應產生脈衝響應。第三組跡線分別顯示了解調的PLL輸入和輸出信號，分別在圖3的左側和右側。

 

圖3中左下方的跡線顯示了PLL的脈衝響應FFT。請注意
，這是個基本平坦的響應。在右下方的跡線中，PLL輸出脈衝響應FFT顯示了PLL的頻率響應。從技術上講，頻率響應是輸出與輸入FFT的複數比
，但由於輸入在頻譜上是平坦的，輸出頻譜接近PLL的頻率響應。

 

趨勢還是跟蹤？

 

趨勢是數據記錄的不二之選。趨勢跡線僅包含每個測量值的一個點，因此存儲效率很高。如果需要執行時間相關的操作（例如FFT或對跡線的濾波），跟gen蹤zong是shi必bi需xu的de。若ruo擬ni將jiang異yi常chang測ce量liang讀du數shu追zhui溯su回hui源yuan跡ji線xian
，跟gen蹤zong也ye很hen有you用yong，因yin為wei跟gen蹤zong與yu源yuan跡ji線xian保bao持chi時shi間jian同tong步bu。跟gen蹤zong完wan成cheng這zhe一yi工gong作zuo的de代dai價jia是shi在zai該gai函han數shu中zhong使shi用yong更geng多duo采cai樣yang。

 

趨qu勢shi和he跟gen蹤zong功gong能neng可ke讓rang你ni查zha看kan單dan個ge參can數shu測ce量liang的de曆li史shi記ji錄lu。通tong過guo對dui波bo形xing進jin行xing一yi係xi列lie測ce量liang，可ke以yi使shi用yong示shi波bo器qi的de數shu學xue和he分fen析xi工gong具ju來lai深shen入ru了le解jie關guan於yu被bei測ce過guo程cheng的de信xin息xi，從cong而er可ke以yi大da大da縮suo短duan故gu障zhang排pai除chu和he調tiao試shi時shi間jian。

 

本文轉載自電子技術設計。


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