如果你在使用示波器時，因采集到的無效波形過多，導(dǎo)致有效波形失真，又或者你在捕獲異常時，想獲得每次異?，F(xiàn)象，那么這里提到的分段存儲功能，可能就是你想要的答案。

波形失真案例分析

我們采集一段波形CAN總線信號，用ZDS5054 Pro示波器對該信號進(jìn)行采集并顯示。第一次實(shí)驗(yàn)我們將示波器存儲深度設(shè)置為1.4Mpts，采樣時間設(shè)置為280us，采集完成一幀波形并按下暫停后，將波形調(diào)整至合適位置，波形和解碼結(jié)果如圖1所示，此時屏幕時基為10us/div。第二次實(shí)驗(yàn)我們將示波器存儲深度同樣設(shè)置為1.4Mpts，但采樣時間設(shè)置為700ms，采集完成并按下暫停后將波形調(diào)整為第一次實(shí)驗(yàn)設(shè)置的參數(shù)即10us/div，獲得的一幀CAN總線波形和解碼結(jié)果如圖2所示。

圖1 存儲深度1.4Mpts、采樣時間280us波形結(jié)果的部分

圖2 存儲深度1.4Mpts、采樣時間700ms波形結(jié)果的部分

很明顯，在不同的時間采樣下，圖2的波形存在很大程度的失真，導(dǎo)致系統(tǒng)解碼解析不出來。這里導(dǎo)致失真的主要原因和存儲深度及采樣率有一定的關(guān)系。對于采樣率 Fs、存儲深度 N，及捕獲時間 T（本實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的采樣時間T）三者必然滿足如下關(guān)系式：N = Fs *T。

當(dāng)我們存儲深度固定時，增加捕獲時間T，必然導(dǎo)致采樣率的降低，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，若 Fs 低于被測信號頻率的 2 倍，將存在混疊現(xiàn)象，此時顯示的波形具有迷惑性，是不可靠的。圖1采樣率為4Gsa/s，而圖2因?yàn)門的增大而導(dǎo)致采樣率僅剩2MSa/s，因此出現(xiàn)上述的圖2波形失真的問題。實(shí)際上，一般采樣率要在信號頻率的 4~5 倍左右波形才是有保證的。

對比圖1和圖2，可能還會有小伙伴疑惑為什么設(shè)置同樣的存儲深度1.4Mpts，圖1僅達(dá)到 1.12Mpts，而圖2卻能達(dá)到1.40Mpts，這僅僅是因?yàn)樯鲜龅年P(guān)系式N = Fs *T導(dǎo)致的，T為固定的值幾個數(shù)值變化，必然需要相應(yīng)固定的存儲深度和4GSa/s相乘，為策略性問題。

采用分段存儲方式解決失真問題

我們將上述的圖2水平時基檔位變大，即1ms/div，如圖3所示，可以看到我們采集到的CAN總線信號有很大一部分時間采集的其實(shí)都是無用信息，這是因?yàn)閼?yīng)用程序?qū)AN總線的控制通信是有時間間隔的。

圖3 存在通信時間間隔的CAN信號

如果我們此時只想獲得通信的數(shù)據(jù)內(nèi)容，而無需幀與幀之間的等待時間，那么此間隔對采集數(shù)據(jù)來說并無意義，這時候我們是不是就可以考慮讓示波器只記錄有用信息的那一段，無用信息的那段就不記錄，這樣不就可以節(jié)省大量的存儲深度，從而緩解甚至解決之前出現(xiàn)的那種失真問題了嗎？所以，此處便是我們講解的重點(diǎn)功能——分段存儲。如圖4通過設(shè)定CAN的起始位為觸發(fā)條件，從而利用分段存儲功能獲得511幀CAN信號波形，并且每一幀波形都不存在失真。

圖4 分段存儲CAN信號

分段存儲的原理

由上述例子，相信我們對分段存儲有了一定的概念理解。所謂分段存儲，既通過設(shè)置觸發(fā)的方式，對每次觸發(fā)采樣得到的數(shù)據(jù)存放到各段的存儲空間中，從而可以更高效地利用示波器的存儲深度且保證波形細(xì)節(jié)，并且也能夠在足夠的采樣率下捕獲多個波形事件，以便進(jìn)行有效的分析。

存儲原理如下圖 5所示，總的存儲深度分為 n 段，第 1 段用于顯示，第 2 段開始存儲，也就是當(dāng)發(fā)生第一次觸發(fā)時采集的數(shù)據(jù)存儲到第2段存儲空間中（此處不同示波器的策略可能存在差異，但觸發(fā)后再存儲的本質(zhì)沒變化），當(dāng)?shù)?段存儲空間存儲滿之后， 結(jié)束第一次觸發(fā)，等待第二次觸發(fā)的到來，觸發(fā)后把數(shù)據(jù)存儲到第 3 段存儲空間中，以此類推。

圖5 分段采集原理