关于示波器的存储深度

一旦设置好当前的最大存储深度之后，调节水平时基，随着采样时间的增加，示波器的存储深度会自动增加，这个过程中采样率保持不变; 存储深度随采样时间增加到当前设置的最大存储深度后，如果继续增加采样时间，采样率会自动下降，存储深度保持不变。但是，有些情况下，因为采样率和采样时间的步进是在固定的若干个档位下跳变，并不是连续细调的，两者相乘不一定和最大存储深度的数值相同，这时候示波器可能会自动调整当前的采样率或存储深度，使得它们三者满足乘积关系。如图4所示用具体数值演绎了这三者之间的乘积关系。

图4 存储深度、采样率、采样时间（水平时基）之间的关系

示波器多个通道同时工作时,采样率和存储深度可以工作在叠加模式。多数示波器是2个通道叠加，也有的是4个通道叠加。如图5所示表示两个通道叠加使用的工作原理示意图。通道1和通道2交替采样，一个通道延迟1/2的采样周期使得采样率加倍，示波器在采样过程中交替读取存储器中的采样点，整体存储深度也相应加倍。因此，为了获得最大的采样率和存储深度，在只使用两个通道进行测量时，对于两两叠加的模式，建议只打开1、2通道中的一个，3、4通道中的一个。

图5 示波器两个通道工作在叠加模式示意图

现代示波器的存储深度虽然很高，动辄捕获成千上万个数据样本，可是示波器的显示屏在水平方向上的图像分辨率往往只有1280个甚至更少的像素。示波器是如何将那么多的点挤在这么小的屏幕上显示出来的呢? 显示的压缩算法解决了这个问题。压缩算法将捕获的大量数据样本分成很多小段,每一段只抽取最大值和最大值的数据点显示在屏幕上，如图6所示，显示屏幕上只显示了捕获的1K-1M数据样本的770个样本，最大值和最小值点成对地显示在屏幕上。这种压缩算法在显示上加重了信号的峰峰值在视觉上的效应，表现为波形看起来比展开之后的局部放大的没有被压缩的波形有更多的噪声，波形轨迹显得更粗。

图6 压缩算法的简单图示

但是，也有些示波器即使采用了显示压缩算法，但屏幕上显示的存储深度并不等于当前的采样率乘以采样时间。屏幕上显示的只是部分波形，对应的是“采样时间”的一部分。还有一部分“采样时间”在屏幕的“外部”！需要旋转示波器面板上的“position”键将屏幕外面采集的波形“移动”到屏幕显示的窗口。这是很令人纠结的。

有些示波器不只是无法通过压缩算法完整地显示捕获到的数据，也更无法对捕获到的数据进行完整地测量和分析。这正是泰克示波器的一大“通病”。这类示波器即使存储深度很大，但对用户的实用价值并不是很大，波形只是被压缩地“堆积”在那里让用户看一下“大概”。鼎阳科技的智能示波器SDS3000没有这样的问题。请看下面的图7和图8就一目了然！图7中鼎阳科技SDS3000测量脉宽变化的信号，脉宽最小值13.9ns，最大值399.8898us，和实际相符; 图8中使用泰克MDO3000测量脉宽变化的信号，脉宽最小值37.32us，最大值37.52us。肉眼看到屏幕上的最小脉宽只有13.9ns左右，在屏幕中间，但是泰克示波器无法测量出来

图7 鼎阳科技SDS3000测量脉宽变化的信号，脉宽最小值13.9ns，最大值399.8898us，和实际相符

图8 泰克MDO3000测量脉宽变化的信号，脉宽最小值37.32us，最大值37.52us。肉眼看到屏幕上的最小脉宽在屏幕中----间，但是无法测量出来

5，存储深度的应用价值
有些低频信号中有高频噪声，有些高速信号包含了低频调制，有些信号的变化过程非常缓慢，有些分析本身只有样本数足够多才有意义，这四种情况下都需要长存储。 而前两种情况都需要将感兴趣的低频成分完整地捕获下来，才能进行有意义的分析。在很多的实际应用中都属于上述四种长存储的应用范畴,如电源软启动过程的测量，电源纹波和电源噪声的测量， FFT分析，扩频时钟分析，发现随机或罕见的错误，统计分析，抖动追踪分析，眼图，等。关于这方面有非常多的应用文档，该文不再细述。