在電子測(cè)量領(lǐng)域，數(shù)字示波器與模擬示波器有著顯著區(qū)別。數(shù)字示波器具備豐富的測(cè)量參數(shù)，諸如上升時(shí)間、下降時(shí)間、峰峰值以及幅值等。通常而言，這些參數(shù)的定義在示波器操作手冊(cè)中均有詳細(xì)說(shuō)明。然而，若深入探究每個(gè)參數(shù)底層算法的根源，會(huì)發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的原理并不簡(jiǎn)單。透徹理解示波器的基本算法，對(duì)于我們理解使用示波器過(guò)程中遭遇的復(fù)雜問(wèn)題大有裨益。比如，為何光標(biāo)測(cè)量結(jié)果與參數(shù)測(cè)量結(jié)果存在較大差異？為何示波器在測(cè)量不規(guī)則信號(hào)的上升時(shí)間時(shí)，跳變范圍較大？接下來(lái)，由鼎陽(yáng)科技為大家詳細(xì)解讀數(shù)字示波器測(cè)量參數(shù)中的關(guān)鍵算法 —— 垂直測(cè)量的第一算法。

那么，究竟什么是數(shù)字示波器的第一算法呢？在此，我們將示波器中用于確定高電平和低電平的算法，定義為數(shù)字示波器垂直量測(cè)量的第一算法。

數(shù)字示波器垂直量測(cè)量的第一算法核心在于確定高電平和低電平。峰值的概念相對(duì)直觀(guān)，即所有采樣樣本中的最大樣本值減去最小樣本值，這在數(shù)字示波器算法的實(shí)現(xiàn)上并不復(fù)雜。而幅值則是指被測(cè)信號(hào)的 “高電平” 減去 “低電平”。但問(wèn)題在于，高電平和低電平具體處于何處呢？這就需要借助特定算法來(lái)明確。該算法的確定意義重大，它不僅直接決定了 “幅值” 這一參數(shù)的值，還會(huì)對(duì)絕大多數(shù)與水平軸相關(guān)的參數(shù)，如上升時(shí)間、下降時(shí)間、寬度以及周期等產(chǎn)生影響，因?yàn)檫@些水平軸參數(shù)的計(jì)算依賴(lài)于垂直軸參數(shù)。

在數(shù)字示波器的算法體系中，一般默認(rèn)依據(jù)屏幕最左側(cè)到最右側(cè)的全部波形數(shù)據(jù)來(lái)確定 “高電平” 和 “低電平”。因此，數(shù)字示波器每進(jìn)行一次捕獲操作，僅能獲取一組 “高電平” 和 “低電平” 的參數(shù)值。

值得注意的是，測(cè)量單個(gè)脈沖方波與測(cè)量多個(gè)脈沖方波時(shí)，所得到的 “高電平” 和 “低電平” 結(jié)果可能會(huì)有所不同。這是由于統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)量不同，進(jìn)而導(dǎo)致生成的 “軌跡直方圖” 存在差異。倘若信號(hào)存在些許過(guò)沖或下沖現(xiàn)象，就可能干擾直方圖分布中最大概率狀態(tài)的確定，如此一來(lái)，眾多參數(shù)的測(cè)量結(jié)果都會(huì)受到波及。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，我們務(wù)必對(duì)此予以高度關(guān)注。

當(dāng)測(cè)量 “頂部” 數(shù)據(jù)樣本稀缺的波形時(shí)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)形成的 “軌跡直方圖” 可能無(wú)法呈現(xiàn)出明顯的高概率密度位置。例如，在測(cè)量正弦波時(shí)，由于其 “頂部” 數(shù)據(jù)量較少，不存在概率密度顯著偏高的位置。此時(shí)，部分?jǐn)?shù)字示波器算法會(huì)將波形的 “最大值” 認(rèn)定為 “高電平”，“最小值” 認(rèn)定為 “低電平”。

以上便是對(duì)數(shù)字示波器垂直量測(cè)量第一算法的詳細(xì)介紹。在測(cè)量正弦波時(shí)，若采樣率充足，數(shù)字示波器捕獲到的波形數(shù)量越多，所測(cè)量得到的高電平和低電平就越穩(wěn)定、準(zhǔn)確。相應(yīng)地，受其影響的水平軸參數(shù)，如上升時(shí)間、下降時(shí)間、周期以及頻率等，也會(huì)更加精準(zhǔn)。對(duì)于正弦波的測(cè)量，還可借助正弦插值或等效采樣模式來(lái)增加待分析的樣本數(shù)量，如此一來(lái)，測(cè)量結(jié)果可能會(huì)更為精確 。