见微知著:ZUS系列示波器如何智能捕获特殊脉宽值?

发布于:2025-07-09 ⋅ 阅读:(23) ⋅ 点赞:(0)

ZUS系列示波器凭借智能搜索功能和大数据分析能力,成功解决振荡型脉冲簇信号中特殊脉宽值的精准捕获难题。本文详解ZUS5054Pro在光电应用中的技术实现方案,展示如何在5ms内快速定位100个目标波形,实现纳秒级精度测量。



当传统方法遇到技术瓶颈

某光电研究所在进行激光接收器产品一致性验证时,遇到了技术挑战:激光接收器通过不同层级的滤光片会形成不同强度的脉宽信号,主要表现在脉宽幅度和脉宽时间的差异。

测试要求:

验证接收器产品一致性;重点把控脉宽时间,确保在15ns以内;需要高效、准确的批量测试方案。

面临挑战:

传统示波器存储深度低,搜索条件有限;无法运用大数据分析功能快速搜索定位特征值信号;人工逐一检测效率低,难以保证测量一致性。

为了解决这一实际应用问题,我们使用ZUS系列高精度智能应用型示波器进行技术验证。本文以ZUS5054Pro示波器为例,详细介绍特殊脉宽值的智能捕获方法。


复杂信号环境下的精准测量

信号特征分析:

激光器每50ms发射一束光波,经过激光接收器漫反射接收滤波后,呈现为振荡型脉冲簇信号,图1所示,需要测量的是中间最高脉冲的中部脉宽时间,确保在15ns以内。

常规触发方式很难滤除脉冲前后过零震荡波形,很容易造成误触发,即使可以触发出波形也不能快速标记并计算出中部脉宽时间。此时ZUS系列示波器智能搜索功能应运而生。



测试环境搭建:模拟真实应用场景

以致远仪器ZUS系列示波器为例,可以搭建一个模拟测试环境来验证智能捕获功能。

第一步:硬件连接与基础设置

示波器配置

1. 将示波器耦合方式设置为:DC 1MΩ

2. 将通道类型设置为:电压型,比例1:1

3. 使用同轴线缆将通道C1与信号发生器AFG1连接

第二步:信号发生器参数设置

激活信号输出通道

1. 点击屏幕【信源】-【AFG1】或【AFG2】

2. 当图标中波形颜色变为绿色时,即"开启"该通道为输出通道

基础波形参数

1. 波形选择:正弦波

2. 电压幅度:5V

3. 频率设置:最大30MHz

4. 阻抗选择:高阻

配置猝发功能

1. 点击信号发生器菜单栏中【高级】进入高级功能设置

2. 点击【功能选择】设置猝发功能

3. 猝发时间:50ms(与激光接收器一致)

4. 猝发次数:1次


第三步:测量功能配置

启用自动测量功能

ZUS5000系列示波器提供参数自动测量和对测量结果的统计分析功能。

1. 按下前面板的【Measure】键

2. 选择添加测量项:脉宽、顶部值、底部值

3. 打开频率计功能

精确设置脉宽测量参数

1. 双击“测量1”,选中【参数设置】

2. 将【阈值和区域】修改为:“本地”

3. 将【测量区域】修改为:“光标”

4. 将【阈值类型】改为:“绝对值”

5. 【中阈值】设为:“1.5V”

6. 【低阈值】设置低于“中阈值”不低于“当前屏幕最小值+灵敏度”

7. 【高阈值】设置高于“中阈值”不高于“当前屏幕最大值-灵敏度”

8. 打开【测量统计】后自动显示测量列表

第四步:时基调整与波形观察

主时基设置

1. 调大时基以500ms/div滚动一屏波形并暂停

2. 打开ZOOM模式,在Zoom1窗口进行波形放大

4. 时基调整到20us/div

光标精确测量

1. 打开光标功能

2. 旋转A、B旋钮将光标卡到波形正半周中部

3. 此时可以了解所测特殊脉宽值△t:15.2ns

第五步:智能搜索功能配置

开启智能搜索

“搜索”功能可快速找到感兴趣的波形信号,方便快速定位特征信号。

1. 搜索功能选择:脉宽搜索

2. 搜索区域选择:主时基

3. 参数设置为:小于20ns

搜索结果如下图所示。



验证结果

通过以上手段设置,我们已经在5ms时间内快速定位出100个特殊脉宽波形,并且通过“</”导航键能在Zoom1区域内快速浏览0时基左右波形状态,并可以对比每一个波形所测出的正脉宽值(基本都在15ns以内满足客户实际需求)是否稳定一致。

至此ZUS系列示波器智能捕获特殊脉宽值的功能已经实现,大数据分析功能快速搜索定位出特征值的能力实至名归。




ZUS系列示波器技术优势的量化体现

性能表现

  • 快速定位:5ms内成功定位100个特殊脉宽波形;
  • 精度验证:测量值Δt=15.2ns,满足15ns以内要求;
  • 一致性检验:所有波形脉宽值基本稳定在15ns以内。

技术优势总结

  • 智能化程度高:自动识别和筛选目标信号;
  • 测量精度佳:纳秒级精度满足严苛要求;
  • 效率提升显著:传统方法需要数小时,现在仅需几分钟;
  • 结果可靠性强:大数据分析确保测量一致性。

从实验室到产业应用

ZUS系列示波器的智能捕获功能,不仅解决特定场景下的技术难题,更为类似应用场景提供标准化解决方案,例如光电子行业、汽车电子等智能硬件领域。



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