基于SDS2000浅谈数字示波器的死区时间.docx

基于SDS2000浅谈数字示波器的死区时间随着科学技术的发展，数字示波器也越来越先进，而波形刷新率逐渐成为了 数字示波器中仅次于带宽、采样率、存储深度之后的第四大技术指标说到波形 刷新率的意义就和死区时间息息相关了何为死区时间？死区时间是数字示波器与生俱来的一个缺陷，冃前阶段是无 法消除的，只能够尽力减小不同于模拟示波器采用电子束直接打在荧光屏上的 显示模式，数字示波器是一个典型的“前端数据采集+后端数字信号处理”系统 这样的系统都有这样一个特点:前端数据釆集系统ADC的输出数据吞吐量比后 端数字信号处理系统的处理能力大很多，这就意味着后端无法“实时”处理前端输 出的数据，从而形成“死区”时间例如:SIGLENT （射阳科技）最新的数字示波 器SDS2000系列的ADC采样率为2GSa/S,即每秒输出2G个数据，但后续数 字信号处理器每秒处理、显示波形的能力只能达到几百兆点每秒，也就是说处理 器1秒只能够处理采集到的儿百兆个点，剩下的数据都被丢弃，被丢弃的这些数 据就是死区时间如图一所示，变动死区时间固定死区时间有效捕获有效捕获捕获周期长度图一图上为一个波形捕获周期的示意图捕获周期长度由有效捕获时间和死区 时间组成。

在有效捕获时间内，数字示波器按照用户设定的采样率进行捕获，并 将其写入RAM中死区时间可分为固定死区时间和变动死区时间两部分固定 死区时间具体取决于当前数字示波器自身的情况，如FPGA/DSP等芯片的计算 速率以及算法构架等变动死区时间则取决于处理ADC采集到的数据所需的时 间，它与设定的存储深度（记录长度）、时基、采样率以及所选后处理功能（例如， 插值、数学函数、测量和分析）多少都有直接关系，所以这部分的死区时间是变 动的在数字示波器的众多参数中对死区时间的影响最大的就是波形刷新率顾 名思义，波形刷新率指的就是数字示波器单位时间能够显示波形的数量下面给 出一个计算死区时间的公式：死区时间%=[100 X（l-波形刷新率X时基X水平格数）]%如此便可得到一台数字示波器真正能够捕获到信号的有效时间为：有效时间%=100%—死区时间％有了这个公式，我们就能够进行一个大致的计算，以SIGLENT （鼎阳科技） 最新的SDS2000系列超级荧光示波器为例，该产品目前波形刷新率能够达到 110, OOOwfm/s,屏幕水平格数为14格假如当我们设定时基为50us时刷新率达 到最大，由此计算死区时间为77%,也就是说有效时间为23%o而传统的数字示波器的波形刷新率大多为2000左右，我们同样以STGLENT 的SDS1000L系列为例，波形刷新率2000,时基50us,水平格数为18格，得出死 区时间：98. 2%,有效时间为1. 8%o由此可看岀SDS2000系列的高刷新率数字示 波器在捕获信号方而的能力比SDS1000L系列强出很多。

但是由于变动死区时间的存在，不同时基下刷新率不一样，存储深度也不一 样，所以具体的死区时间还需进一步详细分析计算图二图二是一张用SIGLENT研发的SDS2000系列在界常信号捕获上的实例图，理 论上来说数字示波器波形捕获率越高，则捕获到异常信号的速度越快、成功率越 高，但是并不一定说数字示波器波形捕获率高就一定能捕获到异常信号，捕获率 低就一定捕获不到。