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5. 放大及運算

5. 放大及運算. 5-1. 放大功能 ( ZOOM ). 通过以下几个步骤完成放大的动作。 步骤 1 : MATH SETUP 设定信号处理器为放大功能。 步骤 2 : TRACE ON / OFF 打开信号处理器。 步骤 3 : RESET 信号处理器倍率归零。 步骤 4 : HORIZONTAL ZOOM 调整水平放大倍率。 步骤 5 : HORIZONTAL POSITION 调整放大位置。. 2. 5. 3. 4. 1. 5-1. 放大功能 ( ZOOM ). 信号处理器设定 ( MATH SETUP )

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5. 放大及運算

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  1. 5.放大及運算

  2. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 通过以下几个步骤完成放大的动作。 • 步骤 1 : MATH SETUP • 设定信号处理器为放大功能。 • 步骤 2 : TRACE ON / OFF • 打开信号处理器。 • 步骤 3 : RESET • 信号处理器倍率归零。 • 步骤 4 : HORIZONTAL ZOOM • 调整水平放大倍率。 • 步骤 5 : HORIZONTAL POSITION • 调整放大位置。 2 5 3 4 1

  3. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 信号处理器设定 ( MATH SETUP ) • 信号处理器为放大或数学运算的设定菜单。 • 全系列机型皆标准配备四组信号处理器。 定义信号处理器执行放大功能。 同步控制两组以上信号处理器之放大倍率或位移。

  4. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 信号处理器设定 ( MATH SETUP ) • 选择其中一组信号处理器 ( A / B / C / D ) 进入以下的设定画面，使用放大功能请将数学运算功能关闭设定为 NO。 使用信号放大功能须切换为NO。 使用数学运算功能须切换为YES。 指定被执行的信号源。

  5. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 分割画面 ( GRIDS ) • 同时观察多组信号必然所有信号重叠在一个画面，或将信号变小放在同一个画面，垂直解析度比较差，因此可以考虑将画面分割，不仅所有信号不重叠，也同时拥有较好的垂直解析度。

  6. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 信号处理器的开关 ( TRACE ON / OFF ) • 信号处理器的开关与通道的开关方式相同，名称用 A / B / C / D 称呼，欲使用处理器A，则在操作面版上压 A 键 ( 打开处理器 A )。

  7. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 归零 ( RESET ) • 信号处理器基本的功能作为放大信号，若开启信号处理器后，电压与时间倍率并未归零，为避免困扰，开启信号处理器后，习惯性的压归零 ( RESET ) 的按键。

  8. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 信号局部放大功能 • 水平放大 ( HORIZONTIAL ZOOM )：控制时间放大倍率。 • 水平位置 ( HORIZONTIAL POSITION )：控制时间放大的位置。

  9. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 信号局部放大功能 • 垂直放大 ( VERTICAL ZOOM )：控制电压放大倍率。 • 垂直位置 ( VERTICAL POSITION )：控制电压放大的位移。

  10. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 自动拨放功能 ( AUTO SCROLL ) - 软件必须更新至 7. 6. 0 以上 • 当使用长存储器获取信号时，示波器借助自动拨放功能，可轻易的观察信号。 放大器自动拨放功能以及多组放大器同步放大设定。

  11. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 自动拨放功能 ( AUTO SCROLL ) - 软件必须更新至 7. 6. 0 以上 • 流览的方式由使用者自订。 被放大的信号自左侧移动至右侧。 被放大的信号自右侧移动至左侧。 每次移动的单位量设定。 离开此操作画面是否持续保持移动。

  12. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) Reverse Play • 自动拨放功能 ( AUTO SCROLL ) - 软件必须更新至 7. 6. 0 以上 • PLAY：从左至右拨放。 • REVERSE：从右至左拨放。

  13. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 多组放大器使用放大 • 同时放大不同区域的信号源方便比对信号，为便于观察信号，建议分割画面为四组视窗。

  14. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 多组放大器使用放大 • 使用 A / B / C 三组放大器，放大同一个信号源，并使用选择键 ( SELECT A / B / C / D ) 作为控制信号处理器的切换。

  15. 5-1.放大功能 ( ZOOM ) • 同时放大功能 ( MULTI - ZOOM ) • 进入 MULTI ZOOM & AUTO SCROLL 菜单后如以下的画面，将 MULTI-ZOOM 功能打开设定为ON，此时调整时间放大倍率时，所有放大器同时动作。

  16. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 一般数学运算目录 ( MATH TYPE ) • 基本数学 ( ARITHMETIC ) - 标准配备 • 波形平均 ( AVERAGE ) - 标准配备 • 提高垂直解析度 ( ENH. RES ) • 波形封包 ( EXTREMA ) • 频谱分析 ( FFT ) • 函数功能 ( FUNCTIONS ) • 相差校正 ( RESAMPLE ) • 刻度变换 ( RESCALE ) • 特殊数学运算目录 ( MATH TYPE ) • 统计图 ( HISTOGRAM ) • 趋势图 ( TREND ) • 光碟量测工具 ( ORM ) • 时间抖动分析 ( JTA ) • 时序验证工具 ( CCTM ) • . . .

  17. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 数学运算功能 ( MATH ) • 信号处理器为放大或数学运算的设定菜单。 • 全系列机型皆标准配备四组信号处理器。  定义信号处理器执行运算功能。 同步放大及动态流览功能。 设定使用多少采集存储器执行运算。

  18. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 运算点 ( FOR MATH USE ) • 假若在屏幕上的波形有 40个点数，将运算点设定为 10点，则示波器须在 40点数中，平均取出 10点作为运算的资料。 • 运算点的设定，必须高于屏幕上波形的点数才能全部被计算。 信号原始点数40 处理器运算点数 10

  19. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 数学运算功能 ( MATH ) • 选择 YES 进入运算菜单，数学运算的能力根据仪器的种类以及是否加装选购配备而有所不同。 使用数学运算 ( YES ) 之功能。 执行菜单中之数学运算。 相关运算菜单设定。

  20. 5-2.运算功能 ( MATH ) 一般数学运算目录 ( MATH TYPE ) 基本数学 ( ARITHMETIC ) Sum、Difference、Product、Ratio 波形平均 ( AVERAGE ) Summed、Continuous 提高垂直解析度 ( ENH. RES ) 波形封包 ( EXTREMA ) Env、Floor、Roof 频谱分析 ( FFT ) Imaginary、Magnitude、Phase、Power Dens、Power Spect、Real、Real+Imag 函数功能 ( FUNCTIONS ) Abs、Derivative、Exp、Exp10、Identity、Integral、Log、Log10、Negation、Reciprocal、Sin X、Square、Square Root 相差校正 ( RESAMPLE ) 刻度变换 ( RESCALE )

  21. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 基本数学 ( ARITHMETIC ) • 基本数学可执行信号波形的加、减、乘、除功能。 执行菜单中之基本数学运算 ( ARITHMETIC )。 选择波形加、减、乘、除其中一项运算。 设定运算的第一组信号源为通道 1。 设定运算的第二组信号源为通道2。

  22. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 基本数学 ( ARITHMETIC ) • 将波形相乘 ( 通道 1为电压 / 通道 2为电流 ) 获得功率波形。

  23. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 加总平均 ( SUMMED ) • 示波器将每一次获取到的波形资料加总后，再除以次数。 • 次数设定范围为 1~1,000次 ( 标准配备 )。  执行菜单中之波形平均( AVERAGE )。 选择使用加总平均( SUMMED )。 设定波形加总的次数。 选择被运算的波形。

  24. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 加权平均 ( CONTINUOUS ) • 计算波形移动的平均值。 • 又称为指数平均 ( Exponential Average )。  选择使用CONTINUOUS。 设定波形加权因数。 选择被运算的波形。

  25. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 波形平均 ( AVERAGE ) • 使用平均功能排除杂波信号。

  26. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 增加垂直解析度 ( ENHANCE RESOLUTION ) • 硬体 ADC为 8 bits规格，但通过运算方式可增加信号垂直解析度至 11 bits。 • 具排除杂波的能力，类似低通滤波器 ( LOW PASS FILTER )。 执行菜单中之增加垂直解析度( ENH. RES )。 选择欲提高的位元数( 0.5 ~ 3 bits )。 选择被运算的波形。

  27. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 增加垂直解析度 ( ENHANCE RESOLUTION ) • 增加垂直解析度功能对信号频宽的影响。 • 如以下表格表示： Nyquist = 0.5 x 取樣率

  28. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 增加垂直解析度 ( ENHANCE RESOLUTION ) • 单击信号即可通过运算对信号波形作滤波。

  29. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 包络 ( ENVELOPE ) • 将信号波形曾经发生的范围显示在画面上，可轻易观察到信号波形最大值至最小值的变动范围。  执行菜单中之波形封包( EXTREMA )。 设定封包显示。 设定累计的次数。 选择被运算的波形。

  30. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 底部( FLOOR ) • 将信号波形曾经发生的最小值显示在画面上，观察信号波形曾经发生的最小值。 设定最低值顯示 ( FLOOR )。 设定累计的次数。 选择被运算的波形。

  31. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 顶部( ROOF ) • 将信号波形曾经发生的最大值显示在画面上，观察信号波形曾经发生的最大值。 设定最高值显示( ROOF )。 设定累计的次数。 选择被运算的波形。

  32. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 波形包络 ( EXTREMA ) - ENV / FLOOR / ROOF • 显示信号最大值至最小值的变动范围或单独显示最小值或最大值。

  33. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 快速傅利叶转换 ( FFT ) • 快速傅利叶转换 ( FAST FOURIER TRANSFER ) 可将任何复杂的信号都分解为简单的正弦旋谐波，称为频谱功能 ( SPECTRUM )，工程师通过频谱可分析频域下信号能量的分布情形。 定义执行菜单中之频谱功能( FFT )。  设定相关频谱显示菜单设定。 设定视窗范围。 选择被运算的波形。

  34. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 快速傅利叶转换 ( FFT ) • Power Spectrum：将所获取到的波形以频域分布的方式展开 。 选择频谱功能( POWER SPECTRUM )。

  35. 5-2.运算功能 ( MATH ) 放大并打开时间游标量测主频 • 快速傅利叶转换 ( FFT ) • 方波为正弦波的奇次谐波，若方波的频率为 1kHz，则频谱的主频应为 1kHz，谐波应为 3k、5k、7k、9k . . .。

  36. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 函数功能 ( FUNCTIONS ) • 函数功能协助工程师处理特殊运算，函数包括：Abs、Derivative、Exp、Exp10、Identity、Integral、Log、Log10、Negation、Reciprocal、Sin X、Square、Square Root。 定义执行菜单中之函数功能 ( FUNCTION )。 相关运算菜单设定。 设定常数。 选择被运算的波形。

  37. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 函数功能 ( FUNCTIONS ) • 将电压与电流波形相乘之后获得瞬间功率波形，并再使用积分函数积分功率即获得焦耳波形。

  38. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 相差调整 ( RESAMPLE ) • 示波器的所有输入通道之间，有不同大小的相位误差，因此同一部示波器量测同一组信号，必然发生两通道间有相位误差 ( 延迟时间 )，则必须使用相差调整的方式校正误差。 定义执行菜单中之相差校正功能( RESAMPLE )。 设定延迟时间范围。 选择被运算的波形。

  39. 5-2.运算功能 ( MATH ) CH1 LECROY SCOPE CH2 SKEW 两组探头 量测同信号 • 相差调整 ( RESAMPLE )：电压与电压波形延迟 • 两组电压探头之间的信号相位差。

  40. 5-2.运算功能 ( MATH ) SKEW DESKEW • 相差调整 ( RESAMPLE )：电压与电压波形延迟 • 未校准前两通道间的延迟时间量测值有误差 ( SKEW )，校正后两通道间应重叠在同一位置。

  41. 5-2.运算功能 ( MATH ) CH1 LECROY SCOPE CH2 SKEW 电流 LeCroy Current Probe 同步 电流 同步 电压 • 相差调整 ( RESAMPLE )：电压与电流波形延迟 • 电压与电流的相位差造成计算瞬间功率错误。

  42. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 相差调整 ( RESAMPLE )：电压与电流波形延迟 • 电压与电流校正器 ( DCS015 ) - Deskew Calibration Signal • 电流探头的传导延迟时间 (Propagation Delay) 与电压探头不同，因此当同一组信号发生时，由于电流和电压两组信号有不同的传导延迟时间，造成传送到示波器上两组信号的相位差 ( Skew )，因此必须校正。 • 使用示波器电源。 • 标准电压源输出：0 to 5 V • 标准电流源输出：-100mA~0A

  43. 5-2.运算功能 ( MATH ) LeCroy DCS015 LeCroy DCS015 - + - + • 电压与电流校正器 ( DCS015 ) - Deskew Calibration Signal • 电压探头与电流探头的连接方式。 探头正端 探头負端 电流探头

  44. 5-2.运算功能 ( MATH ) SKEW DESKEW • 相差调整 ( RESAMPLE )：电压与电流波形延迟 • 通过标准的电流与电压信号源将两组信号的相位补正在同一个位置 ( DESKEW )。

  45. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 相差调整 ( RESAMPLE )：电压与电流波形延迟 • 因电压信号与电流信号有相位差的关系，瞬间功率振幅变化明显比较小，获得不正确的读值。 Voltage 校正前 Current Power 校正后

  46. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 变更单位 ( RESCALE ) • 传统示波器接受其他信号放大器的信号输入，但无法变更单位或倍率，所以此功能可变更倍率及单位，方便执行转换。 执行菜单中之变更单位( RESCALE )。  变更单位设定。 设定数据及单位。 选择被运算的波形。

  47. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 变更单位 ( RESCALE ) • 设定内容包括垂直刻度 ( a )、垂直位移 ( b ) 以及单位 ( UNITS )。 • 单位包括：Unchange、Ampere、Celsius、Coulomb、Decibel、Degree、Hertz、Kelvin、 Newton、Ohm、Pascal、Percent、Radian、Second、Volt、Watt。 变更设定内容。 设定数据及单位。 选择被运算的波形。

  48. 5-2.运算功能 ( MATH ) LECROY SCOPE 100mA 示波器 50 待测物 ( Device Under Test ) • 变更单位 ( RESCALE ) • 使用 T 牌电流放大器量测电流信号的方式之一 ( BNC )。 T牌电流放大器 信号输入50 电流信号

  49. 5-2.运算功能 ( MATH ) LECROY SCOPE 100mA 示波器 1M 待测物( Device Under Test ) 50 • 变更单位 ( RESCALE ) • 使用 T 牌电流放大器量测电流信号的方式之二 ( BNC+50 Ohm Terminal )。 T牌电流放大器 信号输入转换为1M  电流信号

  50. 5-2.运算功能 ( MATH ) • 变更单位 ( RESCALE ) • 设定信号放大器的单位。

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