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圖1:源自脈寬調制波形的脈寬趨勢和跟蹤。
中心跡線(橙色)是脈寬的跟蹤。該波形包含與采集波形相同的100k個點。對每個測量值進行升采樣(upsampled,即加大采樣率)以匹配源波形每個周期的持續時間。跟蹤圖始終與源波形同步。
由于跟蹤功能具有時間同步特性,因此可以使用它來解調PWM波形信號。通過跟蹤參數頻率,也可以使用它來解調調頻(FM)或調相(PM)信號。
數據記錄
趨勢功能非常適合數據記錄。我們來看看圖2中的測量數據。
圖2:數據記錄示例記錄了RMS線電壓和室溫的變化。觸發遲滯(hold-off)用于每隔5秒讀一次數。
頂部跡線是RMS線電壓的趨勢。觸發遲滯用于在每次測量之間插入5s延遲。頂部往下數的第二條跡線是熱電偶輸出趨勢。數學跡線F4(頂部往下數的第三條跡線)對熱電偶輸出進行濾波,并重新以攝氏度進行數值標度。整個圖中記錄了2000次測量,每次間隔5秒,時長2.7小時。
當空調系統開啟時,線電壓下降,然后溫度稍微下降。整個過程呈現周期性變化。這可通過交叉關聯原始趨勢波形進行驗證,在底部跡線中有顯示。在相關功能中清楚地顯示出周期性,大約每252次測量或每20分鐘循環一次。
使用跟蹤進行解調
在某些應用中,解調角度調制信號很有幫助。例如,在測量鎖相環(PLL)的頻率響應時,可以使用跟蹤功能查看PLL輸入和輸出處的相位變化。圖3顯示了PLL頻率響應測量。
圖3:使用時間間隔誤差跟蹤來解調相位調制輸入并輸出到PLL。
任何器件的頻率響應都可以通過使用階躍函數激勵來測量,差分該階躍響應并對該響應進行快速傅立葉變換(FFT)。在圖3中,左上方的跡線是PLL輸入:66.67MHz的正弦波,在波形的中點有一個2弧度的相位階躍。測量參數P1測量的是波形的時間間隔誤差(TIE)。TIE測量波形邊沿或閾值交叉點的測量位置與該邊緣的理想位置之間的時差。TIE本質上是信號的瞬時相位。圖3左側頂部往下數的第二條跡線顯示了PLL輸入的TIE跟蹤。TIE跟蹤解調了相位調制輸入。輸入波形中心的相位階躍顯而易見。
右上方的跡線是PLL的輸出。測量PLL輸出的TIE并使用跟蹤來解調相位,可以看到PLL對相位階躍的影響。請參見圖3右側頂部往下數的第二條跡線。跟蹤功能可以查看PLL輸入和輸出的相位變化,提供了源跡線中不明顯的相位變化的視圖,這很重要,因為PLL是相位敏感器件。
通常使用脈沖函數作為輸入信號來測量信號的頻率響應。差分該階躍響應產生脈沖響應。第三組跡線分別顯示了解調的PLL輸入和輸出信號,分別在圖3的左側和右側。
圖3中左下方的跡線顯示了PLL的脈沖響應FFT。請注意,這是個基本平坦的響應。在右下方的跡線中,PLL輸出脈沖響應FFT顯示了PLL的頻率響應。從技術上講,頻率響應是輸出與輸入FFT的復數比,但由于輸入在頻譜上是平坦的,輸出頻譜接近PLL的頻率響應。
趨勢還是跟蹤?
趨勢是數據記錄的不二之選。趨勢跡線僅包含每個測量值的一個點,因此存儲效率很高。如果需要執行時間相關的操作(例如FFT或對跡線的濾波),跟蹤是必需的。若擬將異常測量讀數追溯回源跡線,跟蹤也很有用,因為跟蹤與源跡線保持時間同步。跟蹤完成這一工作的代價是在該函數中使用更多采樣。
趨勢和跟蹤功能可讓你查看單個參數測量的歷史記錄。通過對波形進行一系列測量,可以使用示波器的數學和分析工具來深入了解關于被測過程的信息,從而可以大大縮短故障排除和調試時間。
總結
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