揭秘示波器四大捕獲方式

通常我們在Auto Setup之后，波形就會出現在屏幕上，然后就可以進行測量分析了，但Auto Setup并不能保證信號被高保真的捕獲，高保真捕獲信號是第一要素，否則后續的測量分析都沒有意義了，那么我們如何才能更好的觀察波形呢，看完本文你就知道了。

如何更好的觀察波形，本質上就是對感興趣的點進行重點測量、分析，如何高保真的捕獲波形，就要從示波器處理信號的過程開始說起。

信號經過示波器前端電路處理之后，來到ADC進行模數轉換，接下來便要進行信號的重構還原了，這里也就是本文的重點了，示波器的捕獲模式。一般有四種捕獲方式，不同的捕獲方式，適用于觀察不同的信號。接下來，就示波器對采樣點的處理方式，也就是示波器的捕獲模式跟大家做一個簡要的介紹。

標準捕獲模式

首先介紹的是標準捕獲模式，在該模式下，示波器會對采集到的信號進行等間隔采樣。

標準捕獲的工作模式也最大程度的保證了信號最原始的狀態，對于大多數波形來說，使用該模式可產生最佳的顯示效果，以下是ZDS2000系列示波器默認捕獲模式。

圖1 標準捕獲模式

峰值捕獲模式

接下來就是峰值捕獲模式，看著名字就知道是什么意思了，就是采集一個采樣間隔信號中的最大值和最小值。

在該模式下，可有效觀察到偶爾發生的窄脈寬，在捕獲高頻率的毛刺方面非常實用，可獲取信號的包絡或可能丟失的窄脈沖，使用峰值捕獲模式會使波形顯示的噪聲比較明顯。

圖2 峰值捕獲模式

平均捕獲模式

第三個就是平均捕獲模式了，這個名字也非常容易理解，就是采集N屏信號，將它們在觸發位置對其，然后做平均運算。

使用平均捕獲模式，在減小噪聲同時保持了原有的帶寬，將噪聲濾除有利于對信號進行測量。適用于觀測周期性重復信號，其濾波效果提升了示波器的垂直分辨率。值得一提的是，平均捕獲特別適合執行諧波分析或電源質量分析。

圖3 平均捕獲方式

高分辨率捕獲模式

最后就是高分辨率捕獲模式，打個比方，其工作原理就是將一個波形分成5份，然后將一份波形的的每個點求平均，最終一個波形變成了5個點。這種處理方式可以有效改善系統的等效分辨率，本質上就是一種數字濾波。用于求平均的采樣點數越多，分辨率提高得越多，顯示的波形更平滑，從而達到減少噪聲的目的。

需要注意的是，高分辨率是針對一個波形相鄰的點做平均處理，所以該模式是對不重復的信號以犧牲帶寬的方式來提升測試精度，故不適合測試高頻信號，適用于觀察高分辨率且帶寬較低的波形。

圖4 高分辨率捕獲模式

四種捕獲模式實測對比

在了解完四種捕獲模式的工作原理之后，我們來做一個對比，在輸入一個相同的信號時，標準捕獲模式下可以觀察到信號中存在噪聲，峰值捕獲模式下信號的噪聲較為明顯，而在平均捕獲模式及高分辨率捕獲模式下，幾乎沒有看到隨機噪聲。

根據被測信號的類型及需要關注的測試點，設置相應的捕獲模式，可以幫助我們更好的觀察波形，更快的發現、解決問題。

圖5 四種捕獲模式實測對比