现代示波器高级应用:测试及使用技巧
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8.示波器的显示模式

被测信号经过采集和处理后,最终要显示在屏幕上才能被观察到。数字示波器可能采用类似模拟示波器的CRT显示屏也可能采用液晶显示屏,现代的数字示波器基本都使用了色彩丰富的液晶显示屏,很多还可以支持触摸屏操作。

数字示波器具有存储功能,并可以对波形数据进行统计分析,相对于模拟示波器有非常丰富的显示模式,这些显示模式可以弥补人眼的不足,有助于更好地观察和分析信号。数字示波器经常使用的显示模式有以下几种:

|正常显示模式:这是大多数数字示波器的默认显示模式。在这种模式下,示波器每次在屏幕上只显示一个波形,有新的波形到来时,就把上一个波形抹掉并显示新的波形(很多采用液晶显示屏的示波器由于示波器的波形捕获速度可能远远大于液晶屏的刷新速度,也可能会把多个相邻的波形叠加后进行一次显示)。如果示波器的波形捕获和显示的速度足够快,人眼看起来波形就是“动”起来的,示波器上显示的波形也是随着被测信号的变化而变化的。在这种模式下,示波器看起来更像我们通常所说的“实时”示波器。更进一步地,如果示波器的波形捕获速度足够快,有些数字示波器还可以根据波形在屏幕上各个位置出现的概率用不同的亮度进行显示,这样数字示波器就能够模仿出一种类似模拟示波器的“荧光”显示效果,用户也可以根据屏幕上不同点的亮度变化情况区分信号出现的概率。例如,Keysight公司的MegaZoom技术和Tek公司的DPO技术都可以提供类似的显示效果。

|无限余辉显示模式(Infinite Persistence):在正常的显示模式下,有新的波形到来后屏幕上原有的波形会被抹去。如果这个波形正好是偶发或者瞬态的信号,虽然示波器已经捕获并显示出来了,但是人眼可能来不及观察,或者不可能长时间盯着屏幕等待可能发生的异常,这时候就可以采用无限余辉的显示模式。无限余辉模式其实就是信号的长时间叠加显示,在无限余辉模式下,当新的波形到来时,原有的波形不会被抹掉,因此可以观察到曾经在屏幕上出现过的各种波形的情况。无限余辉模式可以用来观察信号的抖动、噪声的分布情况,也可以用来做信号眼图的测量或者偶发异常信号的捕获。图4.19是示波器用无限余辉模式捕获的时钟信号的异常状况。

图4.19 示波器的无限余辉模式

|彩色余辉模式(Color Grade):彩色余辉是一种特殊的无限余辉模式。普通的无限余辉模式虽然可以对长时间的信号轨迹进行叠加显示,但是不太容易看出在不同位置信号出现的概率分布情况。彩色余辉就是进一步地对信号叠加后在屏幕上各个位置出现的概率进行统计,并用不同的颜色来表示出现概率的高低。很多示波器在进行眼图的测试时用的就是彩色的余辉模式,彩色余辉模式还可以用来进行信号的抖动、噪声等的测量。图4.20是用示波器的彩色余辉模式对信号噪声进行测量,图4.21是对数字信号眼图测量。

图4.20 用示波器的彩色余辉模式对信号噪声进行测量

图4.21 用示波器的彩色余辉模式对数字信号眼图测量