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利用示波器统计工具分析有噪声信号之测量统计-云帆兴烨

发布时间: 2019/09/23   浏览次数:59    作者:云帆兴烨

数字示波器提供了多种基于统计的工具,除了前文提到的平均和直方图之外,测量参数统计和余晖图,也是非常有用的工具,协助快速获取有用信息。
对于示波器测量参数,也可以使用统计功能,统计功能可应用于示波器中可用的任何测量参数,图4是时钟信号的时间间隔误差(TIE)测量的示例。

4. 333MHz时钟的TIE测量,测量统计信息包括平均值、最小值、最大值,标准偏差(SDEV)以及测量次数


4中上部波形是333 MHz时钟信号,下部波形是时钟信号的水平放大,TIE是实际边沿与其理想位置之间时间差的度量,将其视为信号的瞬时相位,示波器对采集波形的每个边沿执行TIE测量,即所谓的全实例测量。放大测量读数部分,使其更易于阅读,测量读数Value显示最后的TIE测量值,在这个例子中为8.2ps,它还显示统计中包含的平均值,最小值,最大值,标准偏差和测量次数。在此示例中,统计数据包括超过一百万个,平均值是所有这些测量值的平均值,在此示例中为零,因为TIE的值不为零,这表明TIE测量值既有正值也有负值,平均值为零。最小值是确定的最小TIE值,最大值是测到的最大TIE值,最大值和最小值的差值是统计的TIE测量值范围,在该示例中,最小值为-34.3 ps,最大值为40.7 ps,这再次确认了TIE既有正值,也有负值。标准偏差(通常称为sigma)是样本值相对均值分布的度量,由于均值为零,因此标准偏差等于TIE的均方根(rms)值,所有测量样本值的68%位于高斯分布的平均值的±1标准偏差内。在数值测量读数下方,是一个直方图图标,称为histicon,显示测量值的分布,直方图绘制了小范围内测量值与出现次数的关系,histicon的钟形分布是高斯分布或正态分布的特征。测量统计提供了百万次测量的简明描述,让我们知道平均值、最大和最小值,以及直方图分布的形状,它看起来是高斯分布。我们可以更详细地轻松查看TIE测量的直方图,点击histicon将打开包含直方图的函数曲线,以便进行更详细的分析,如图5所示。

5 . 展开histicon可研究TIE测量的直方图,直方图参数读取平均值,标准偏差和范围

曲线F1显示TIE测量值的直方图,直方图也可以是测量对象,并且已启用三个直方图参数以显示直方图的平均值、标准偏差和范围,参数标记以图形方式显示直方图参数的基本原理,并非所有示波器都提供直方图,在大多数情况下,它是一项可选功能。TIE是定时不确定性或抖动的一种表示形式,直方图测量参数量化抖动,标准偏差表示均方根抖动,范围参数表示峰峰值抖动,这些值测量直方图所包含样本的实际抖动,可以将该信息外推至1012或更多样本的抖动,这适用于许多高速串行数据标准所需的抖动测试,大多数高端示波器都提供此类串行数据分析软件。

统计工具协助可视化波形

可以使用统计工具协助以多种方式显示噪声信号,在示波器的存储器中叠加多次采集会产生余晖图,它用于生成持久性显示,显示多次采集的历史记录。它还可以用于通过基于通过每个采样点的垂直切片的统计分析来提取信号的平均值,标准偏差或范围来分析波形。这些余晖图功能的水平分辨率为10ps或等效采样率为100GSample / s。



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