使用4000系列数字荧光示波器进行视频测量
,两者相互交替。这可以临时提供每秒20 000~40 000个波形的传送速率,但在处理和显示波形数据时有明显的死区时间。这种性能水平根本比不上DPO实现的实时性能。
与DPO一样,模拟示波器也有波形捕获速率快和辉度等级显示的特点。遗憾的是,模拟示波器缺少DSO和DPO提供的许多基本功能,如自动测量、高级触发、波形数学运算和波形存储。事实上,DPO融合了模拟示波器结构和DSO结构的优势,同时避免了两者的缺点。
基本示波器指标
示波器第一个常用指标是带宽。根据经验,示波器的模拟带宽至少应该是信号带宽的五倍,才能保证准确地显示信号。(估算信号带宽的方式之一是用0.35除以最快信号成分的10%~90%上升时间)例如,HDTV信号的带宽一般是30MHz,因此,HDTV使用的示波器的带宽至少应该是150MHz。泰克4000系列示波器提供了高达1GHz的带宽。
采样率表明了对信号采样的速度。为使用sin(x)/x内插准确地重建信号,示波器的采样率至少应该是信号最高频率成分的2.5倍。如果使用线性内插,那么采样率至少应该是最高频率信号成分的10倍。4000系列示波器采用sin(x)/x内插,采样率高达5GS/s,可以准确地表示最复杂的视频标
准。
示波器的波形捕获速率表明了信号的采集速度(单位为波形/秒)。如前所述,大多数传统DSO的信号捕获速率要远远低于模拟示波器或DPO。速率较低可能会隐藏异常信号,降低分析结果的可信度。4000系列的最大波形捕获速率为35 000波形/秒,可以以丰富的信息实际显示视频信号。
数字示波器的记录长度用构成一个完整的波形记录的点数表示,决定着每条通道可以捕获的数据量。由于示波器只能存储数量有限的样点,因此波形周期(时间)与示波器的采样率成反比。如果示波器的记录长度较短,用户会被迫在信号细节和记录长度之间或在采样率和采集的时间周期之间进行折中。用户可以在较短的时间周期内采集详细的信号信息,也可以加长时间周期,但采集信号的详细程度会下降。幸运的是,4000系列在所有通道上标配10M样点的记录长度,可以捕获很长时间的信号活动,而不会降低信号的详细程度。
表1 4000系列支持的视频标准
示波器的主要视频测量功能
辉度等级显示
前面我们已经说过,许多视频工程师面临的最关键的显示问题是辉度等级显示。用户熟悉的模拟示波器和波形监测仪的这种特点会通过改变显示的样点辉度,来显示信号的统计行为。4000系列DPO提供了这种辉度等级显示。它们透过定性辉度信息,提供深入的洞察能力,用户可以看到细微的细节和信号变化。
视频触发
在分析视频波形时,第一步是获得稳定的显示。在捕获和分析信号前,必须先在这个信号上触发示波器。4000系列标配NTSC、PAL和SECAM标准视频触发功能,大大简化了这一工作。
选配的DPO4VID模块增加了对各种模拟HDTV标准的支持。它根据活动行数、扫描类型和帧或场速率识别HDTV格式。表1汇总了4000系列支持的标配和选配视频格式。
一旦选择了视频格式,下一步是指定希望触发的项目。4000系列提供了各种选项,包括偶数场、奇数场、所有场、所有行或行数,如图6所示。
图6 4000系列的视频触发功能可以方便地选择视频标准、来源、触发分量、极性和触发释抑设置。在本例中,示波器已经触发了NTSC信号奇数场的第39行
自定义视频触发
并不是每个视频系统都符合NTSC、PAL、SECAM或HDTV格式。作为一项规则,计算机视频监视器、媒体显示器、安全摄像机和其他自含式系统并不是为直接接口广播视频设备设计的,可能不符合普通的525行或625行标准。4000系列通过自定义视频触发功能,为这些应用提供了一个简便的解决方案。自定义视频触发要求一些测量简便的输入参数,以便知道要查找什么项目。为测量这些参数,先从边沿触发模式入手,运行触发电平,直到触发视频信号负的同步脉冲。调节示波器的垂直控制和水平控制功能,有效地查看同步脉冲。示波器要指定的第一个项目是视频信号使用双电平同步脉冲还是三电平同步脉冲(参见图3a和图3b)。如果是双电平,那么使用光标测量同步脉冲的宽度。然后提高时间/格设置,直到两个视频行的同步脉冲都位于示波器显示屏上,然后再使用光标,测量同步脉冲之间的时间。最后,指定视频信号是逐行扫描还是隔行扫描。一旦指定了这几个简单的参数,4000系列可以在自定义(非标准)视频信号上触发偶数场、奇数场、所有场、所有行或行数(4~3000)。
视频自动设置
许多示波器用户已经习惯使用前面板上的Autoset按钮,让示波器自动调节垂直、水平和边沿触发参数,有效显示各种信号。遗憾的是,这些自动设置功能在过去一般不能用于复杂的视频
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