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如何提高找出偶发毛刺的几率工程师在评测各个示波器的性能时往往会忽略波形捕获率，但这个指标极其重要——有时与厂商标榜的传统技术指标同样重要。在显示屏上查看重复捕获的波形时，该示波器的波形捕获率可能看上去很快，但这种“快速”也是相对的。
图 1. 示波器静寂时间和捕获时间
在您调试新设计时，波形和解码捕获率极为重要，尤其是当您尝试找出并调试偶发或间歇发生的异常时，这是最难解决的问题。
请注意图 1 中突出显示的毛刺发生在示波器的静寂时间内。在两次示波器采集周期之后，这些毛刺不会在示波器屏幕上显示。当您知道设备的捕获速率时，可轻松计算示波器的静寂时间百分比。
使用几率方程和静寂时间方程式，可以对两个具有相似性能特征和价位的 500-MHz 带宽示波器进行测量比较。
在进行比较测量时，使用真实电路来生成一个随机亚稳状态（偶发毛刺），平均每秒生成大约 5 次。分别启用每个示波器的默认设置（Default Setup）。
由于我们需要观察的毛刺长度为 5至 15 ns 的跨度，因此针对这个特定测量，我们将时基设置为最佳的 10 ns/ 格。为了能让每个示波器实现最高捕获率，我也没有开启其他的特殊功能，比如测量、波形运算、串行总线分析，或数字通道采集等。
每个示波器开启 5 秒钟的余辉，但这不会影响它的最佳波形捕获率。使用示波器的默认上升边沿触发条件，触发电平设为 +1.40 V；在采集过程中出现的亚稳状态可以在屏幕中央看到。为了确定示波器捕获毛刺的几率，在计算中假定 5 秒是合适的观察时间。
从图 3 中可以看到 Keysight 3000 X 系列示波器以1,000,000 个波形/ 秒的波形捕获率能够在 5 秒钟内可靠地捕获多次随机和偶发亚稳状态。
通过以下计算方程可以算出 Keysight 3000 X 系列示波器的静寂时间百分比：
% DT = 100 x (1 – (1,000,000/s x 100 ns))= 90%
当时基设置为 10 ns/ 格时，尽管示波器的静寂时间百分比约为90%，可能感觉会显得过长，但在 5 秒内捕获毛刺的几率实际上非常高，通过以下几率计算方程得出：
P(5s) = 100 x (1 – [1 – (5/s x 100 ns)](1,000,000/s x 5s))= 91.8%
使用 Tektronix DPO/MSO3000 系列信号示波器，测量结果有很大差异，如图 4 所示。尽管该示波器所宣称的波形捕获率高达55,000 个波形/ 秒，但是当我们在 10 ns/ 格进行操作时，其最大捕获率仅为 2,600 个波形/ 秒。
下面是在相同测量条件下，Tektronix MSO3000 系列示波器的静寂时间百分比：
% DT = 100 x (1 - (2600/s x 100 ns)) = 99.97%
在 5 秒钟过后，通过 Tektronix 示波器我们无法观察到偶发亚稳状态。原因是静寂时间太长，从而导致捕获毛刺的几率极低。
假设信号中的问题信号发生概率较低，并且您愿意等，那么该示波器最终会捕获到这个亚稳状态。
以下是使用 Tektronix DPO/MSO3000 系列示波器时在 5 秒观察时间后捕获毛刺的几率。
P(5s) = 100 x (1 – [1 – (5/s x 100 ns)](2600/s x5s))= 0.65%
图 3. 当捕获率为每秒钟 1,000,000 个波形时，Keysight MSO/DSO3000 X系列示波器可靠地捕获偶发亚稳状态。
图 4. 当捕获率为每秒钟 2,600 个波形时，Tektronix DPO/MSO3000 系列示波器无法捕获偶发亚稳状态。
影响示波器的波形捕获率的因素有很多。示波器厂商往往只突出宣传示波器的“优点”或最佳情况下的波形捕获速率，而这通常只会在极为有限的设置条件下才能达到。
示波器的时基设置通常是影响捕获率的首要设置条件，这是因为时基设置决定了采集显示的时间窗口。把示波器的时基设为较长的时间/ 格设置时，示波器可对更长的波形进行数字转换。
如果找出并调试随机和偶发异常对您来说非常重要，那么在选择测量所用的示波器时，必须考虑波形捕获率这个因素。捕获率直接决定着示波器捕获和显示随机电路问题的几率。
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