擴展示波器用途的十大技巧

圖5：在1000秒時間內采集到的內部溫度(曲線F2)和振蕩器輸出頻率(曲線F1)的趨勢圖，它反映了振蕩器的熱響應特性。

幅度調制(調幅)信號的包絡檢測方法需要對信號進行峰值檢測。峰值檢測可以通過整合絕對值數學函數和這種示波器中稱被增強分辨率(ERES)的數字低通濾波器來實現。這樣能使精確地提取調制包絡形狀變得非常容易。圖6顯示了一個例子。左上邊的曲線是待采集的調幅信號。絕對值數學函數的應用如左下邊的曲線所示，絕對值提供全波整流效果。

圖6：從調幅信號中提取調制包絡的步驟。絕對值用于‘檢測’信號。ERES濾波可以消除高頻載波，從而產生干凈的調制包絡。

稀疏函數能夠有選擇地減少采集波形的采樣率，因此有助于設定作為采樣率函數的ERES低通濾波器的截止頻率。低通濾波器的截止頻率必須遠小于載波頻率。

右下方格子中的曲線是輸入調幅信號的覆蓋縮放曲線，提取出的包絡顯示了該過程的保真性。接下來就可以直接對提取出的包絡進行測量和進一步分析。

檢測頻率、相位和脈寬調制的信號

許多中檔示波器都具有軌跡或時間趨勢功能，可以根據被測時序參數的周期性變化產生波形。軌跡功能在時間上與源波形是同步的，因此很容易將頻率、寬度或相位的變化與源波形關聯在一起。這樣就提供了解調調頻(FM)、調相(PM)或脈寬調制(PWM)信號的一種方法。圖7顯示了使用時間間隔誤差(TIE)參數的軌跡解調調相(PM)波形的一個例子。

圖7：使用TIE參數軌跡可以繪制出PM波形每個周期的瞬時相位與時間的關系圖，從而實現對調相信號的解調。

向示波器的快速傅里葉變換增加“最大值保持”功能

頻譜分析儀提供的峰值或‘最大值’保持功能在掃正弦頻率響應測量時非常有用。大多數示波器的FFT沒有提供這個功能，但它們提供最高或最大數學函數，與FFT結合起來就可以保持FFT中每個頻率單元點發生的最大幅度。圖8提供了該功能的一個例子。

圖8：紅色曲線F2(中心)顯示了掃頻正弦波FFT中的每個頻率的峰值或最大值。曲線F1(底部)是沒有應用最高或最大值的FFT。F2描述符盒子顯示了最高功能的設置。

計算單位為V2/Hz的波形功率譜密度

示波器FFT用對數形式的dBm和dBm/Hz為單位分別顯示功率譜和功率譜密度(PSD)。而諸如噪聲分析等應用要求采用V2/Hz 或V/√ Hz等線性單位的功率譜密度。通過使用少量的FFT和重新調整數學函數運算就可以完成線性刻度的功率譜密度測量。圖9顯示了這種測量的FFT設置。FFT輸出類型被設為平方量級，以便用垂直單位V2顯示FFT。轉換到功率譜密度要求FFT歸一化為FFT的有效分辨率帶寬，也即分辨率帶寬(Δf)和所選加權函數的有效噪聲帶寬ENBW的乘積，詳見圖9中FFT設置的報告。

圖9：曲線C1是捕獲到的頻帶受限的噪聲信號。曲線F3是線性垂直刻度單位為V2/Hz的功率譜密度。參數P7讀取功率譜密度曲線下方的面積，并與時間波形的均方值進行比較，后者是以參數P8中的曲線C1的標準偏差平方值計算的。

這種示波器將FFT讀作峰值，因此我們還必須將這個值轉換回均方值，這意味著將所有幅度值除以2。歸一化是用重新調整數學函數完成的，在本例中是將每個FFT幅度值乘以5×10-6。結果曲線如圖9中的F3所示，讀取的功率譜密度的單位是V2/Hz。參數P2是輸入波形C1的標準偏差。這個值在參數P8中進行了平方，是輸入信號的均方幅度。參數P7讀出功率譜密度曲線(F3)下方的面積為23.3 mV2。它也報告均方幅度——在本例中從FFT得出的值為23.28 mV2，用于確認這個過程。