本文導(dǎo)讀

ZUS系列示波器憑借智能搜索功能和大數(shù)據(jù)分析能力，成功解決振蕩型脈沖簇信號(hào)中特殊脈寬值的精準(zhǔn)捕獲難題。本文詳解ZUS5054Pro在光電應(yīng)用中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，展示如何在5ms內(nèi)快速定位100個(gè)目標(biāo)波形，實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)精度測量。

當(dāng)傳統(tǒng)方法遇到技術(shù)瓶頸

某光電研究所在進(jìn)行激光接收器產(chǎn)品一致性驗(yàn)證時(shí)，遇到了技術(shù)挑戰(zhàn)：激光接收器通過不同層級(jí)的濾光片會(huì)形成不同強(qiáng)度的脈寬信號(hào)，主要表現(xiàn)在脈寬幅度和脈寬時(shí)間的差異。

測試要求：

驗(yàn)證接收器產(chǎn)品一致性；重點(diǎn)把控脈寬時(shí)間，確保在15ns以內(nèi)；需要高效、準(zhǔn)確的批量測試方案。

面臨挑戰(zhàn)：

傳統(tǒng)示波器存儲(chǔ)深度低，搜索條件有限；無法運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析功能快速搜索定位特征值信號(hào)；人工逐一檢測效率低，難以保證測量一致性。

為了解決這一實(shí)際應(yīng)用問題，我們使用ZUS系列高精度智能應(yīng)用型示波器進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。本文以ZUS5054Pro示波器為例，詳細(xì)介紹特殊脈寬值的智能捕獲方法。

復(fù)雜信號(hào)環(huán)境下的精準(zhǔn)測量

信號(hào)特征分析：激光器每50ms發(fā)射一束光波，經(jīng)過激光接收器漫反射接收濾波后，呈現(xiàn)為振蕩型脈沖簇信號(hào)，圖1所示，需要測量的是中間最高脈沖的中部脈寬時(shí)間，確保在15ns以內(nèi)。

常規(guī)觸發(fā)方式很難濾除脈沖前后過零震蕩波形，很容易造成誤觸發(fā)，即使可以觸發(fā)出波形也不能快速標(biāo)記并計(jì)算出中部脈寬時(shí)間。此時(shí)ZUS系列示波器智能搜索功能應(yīng)運(yùn)而生。

測試環(huán)境搭建：模擬真實(shí)應(yīng)用場景

以致遠(yuǎn)儀器ZUS系列示波器為例，可以搭建一個(gè)模擬測試環(huán)境來驗(yàn)證智能捕獲功能。

第一步：硬件連接與基礎(chǔ)設(shè)置示波器配置1. 將示波器耦合方式設(shè)置為：DC 1MΩ2. 將通道類型設(shè)置為：電壓型，比例1:13. 使用同軸線纜將通道C1與信號(hào)發(fā)生器AFG1連接第二步：信號(hào)發(fā)生器參數(shù)設(shè)置激活信號(hào)輸出通道1. 點(diǎn)擊屏幕【信源】-【AFG1】或【AFG2】2. 當(dāng)圖標(biāo)中波形顏色變?yōu)榫G色時(shí)，即"開啟"該通道為輸出通道基礎(chǔ)波形參數(shù)1. 波形選擇：正弦波2. 電壓幅度：5V3. 頻率設(shè)置：最大30MHz4. 阻抗選擇：高阻配置猝發(fā)功能1. 點(diǎn)擊信號(hào)發(fā)生器菜單欄中【高級(jí)】進(jìn)入高級(jí)功能設(shè)置2. 點(diǎn)擊【功能選擇】設(shè)置猝發(fā)功能3. 猝發(fā)時(shí)間：50ms（與激光接收器一致）4. 猝發(fā)次數(shù)：1次

第三步：測量功能配置啟用自動(dòng)測量功能ZUS5000系列示波器提供參數(shù)自動(dòng)測量和對(duì)測量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析功能。1. 按下前面板的【Measure】鍵2. 選擇添加測量項(xiàng)：脈寬、頂部值、底部值3. 打開頻率計(jì)功能精確設(shè)置脈寬測量參數(shù)1. 雙擊“測量1”，選中【參數(shù)設(shè)置】2. 將【閾值和區(qū)域】修改為：“本地”3. 將【測量區(qū)域】修改為：“光標(biāo)”4. 將【閾值類型】改為：“絕對(duì)值”5. 【中閾值】設(shè)為：“1.5V”6. 【低閾值】設(shè)置低于“中閾值”不低于“當(dāng)前屏幕最小值+靈敏度”7. 【高閾值】設(shè)置高于“中閾值”不高于“當(dāng)前屏幕最大值-靈敏度”8. 打開【測量統(tǒng)計(jì)】后自動(dòng)顯示測量列表

第四步：時(shí)基調(diào)整與波形觀察主時(shí)基設(shè)置1. 調(diào)大時(shí)基以500ms/div滾動(dòng)一屏波形并暫停2. 打開ZOOM模式，在Zoom1窗口進(jìn)行波形放大4. 時(shí)基調(diào)整到20us/div光標(biāo)精確測量1. 打開光標(biāo)功能2. 旋轉(zhuǎn)A、B旋鈕將光標(biāo)卡到波形正半周中部3. 此時(shí)可以了解所測特殊脈寬值△t:15.2ns第五步：智能搜索功能配置開啟智能搜索“搜索”功能可快速找到感興趣的波形信號(hào)，方便快速定位特征信號(hào)。1. 搜索功能選擇：脈寬搜索2. 搜索區(qū)域選擇：主時(shí)基3. 參數(shù)設(shè)置為：小于20ns搜索結(jié)果如下圖所示。

驗(yàn)證結(jié)果

通過以上手段設(shè)置，我們已經(jīng)在5ms時(shí)間內(nèi)快速定位出100個(gè)特殊脈寬波形，并且通過“

至此ZUS系列示波器智能捕獲特殊脈寬值的功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)分析功能快速搜索定位出特征值的能力實(shí)至名歸。

ZUS系列示波器技術(shù)優(yōu)勢(shì)的量化體現(xiàn)

性能表現(xiàn)

• 快速定位：5ms內(nèi)成功定位100個(gè)特殊脈寬波形；
• 精度驗(yàn)證：測量值Δt=15.2ns，滿足15ns以內(nèi)要求；
• 一致性檢驗(yàn)：所有波形脈寬值基本穩(wěn)定在15ns以內(nèi)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)總結(jié)

• 智能化程度高：自動(dòng)識(shí)別和篩選目標(biāo)信號(hào)；
• 測量精度佳：納秒級(jí)精度滿足嚴(yán)苛要求；
• 效率提升顯著：傳統(tǒng)方法需要數(shù)小時(shí)，現(xiàn)在僅需幾分鐘；
• 結(jié)果可靠性強(qiáng)：大數(shù)據(jù)分析確保測量一致性。

從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

ZUS系列示波器的智能捕獲功能，不僅解決特定場景下的技術(shù)難題，更為類似應(yīng)用場景提供標(biāo)準(zhǔn)化解決方案，例如光電子行業(yè)、汽車電子等智能硬件領(lǐng)域。