存儲(chǔ)深度：買(mǎi)示波器之前一定要多問(wèn)一句！
[導(dǎo)讀]您也許會(huì)為采樣率是4G還是5G而反復(fù)糾結(jié)，但卻很少關(guān)注另一個(gè)參數(shù)“存儲(chǔ)深度”。簡(jiǎn)單算一下，當(dāng)存儲(chǔ)深度只有4Mpts時(shí)，4G采樣率只能維持1ms時(shí)間的波形。不知這是否可以滿(mǎn)足您的需求？如果您只看一小段波形（us級(jí)），不同示波器之間的區(qū)別更多在于用戶(hù)體驗(yàn)、操作習(xí)慣和價(jià)格等因素，核心觀...
您也許會(huì)為采樣率是4G還是5G而反復(fù)糾結(jié)，但卻很少關(guān)注另一個(gè)參數(shù)“存儲(chǔ)深度”。簡(jiǎn)單算一下，當(dāng)存儲(chǔ)深度只有4Mpts時(shí)，4G采樣率只能維持1ms時(shí)間的波形。不知這是否可以滿(mǎn)足您的需求？如果您只看一小段波形（us級(jí)），不同示波器之間的區(qū)別更多在于用戶(hù)體驗(yàn)、操作習(xí)慣和價(jià)格等因素，核心觀測(cè)結(jié)果幾乎沒(méi)有區(qū)別。但如果您觀察的波形時(shí)間較長(zhǎng)（ms或者更長(zhǎng)），小存儲(chǔ)的示波器便無(wú)法勝任，因?yàn)閺牟ㄐ伍_(kāi)始已經(jīng)失真，后續(xù)的參數(shù)測(cè)量、協(xié)議解碼、FFT分析等已經(jīng)失去意義。
在我看來(lái)，示波器行業(yè)有兩個(gè)誤區(qū)：1、用戶(hù)足夠關(guān)注采樣率，不夠關(guān)注存儲(chǔ)。很多人對(duì)于采樣率是4G而不是5G耿耿于懷，卻沒(méi)有留意示波器最大的存儲(chǔ)深度僅2.5Kpts。我經(jīng)常開(kāi)玩笑說(shuō)，根據(jù)您當(dāng)前測(cè)試的這些信號(hào)，您的示波器的采樣率可能從來(lái)沒(méi)有4G過(guò)。
2、廠家只標(biāo)稱(chēng)最佳采樣率，不標(biāo)稱(chēng)存儲(chǔ)深度，甚至不標(biāo)稱(chēng)實(shí)時(shí)采樣率。所有示波器廠家都會(huì)在示波器PVC面板上印上采樣率（如4GSa/s）。但標(biāo)稱(chēng)采樣率只是最佳采樣率，并不是實(shí)時(shí)采樣率。示波器只能在極短時(shí)間內(nèi)保持最佳采樣，但有些示波器甚至從界面上就去掉了實(shí)時(shí)采樣率的顯示，這確實(shí)會(huì)誤導(dǎo)工程師認(rèn)為采樣率始終不變。
絕大多數(shù)示波器是不標(biāo)稱(chēng)存儲(chǔ)深度的，只標(biāo)稱(chēng)最佳采樣率而不標(biāo)稱(chēng)實(shí)時(shí)采樣率，如下圖所示。
???參數(shù)解釋示波器第一公式：存儲(chǔ)深度=采樣率X波形時(shí)間；類(lèi)比電池公式：電池容量=用電速度X用電時(shí)間。電池就那么大，想要用的時(shí)間長(zhǎng)，用電速度必須降下來(lái)；同理，示波器存儲(chǔ)深度就那么大，想要看長(zhǎng)時(shí)間的波形，采樣率也必須下降。結(jié)論：對(duì)波形觀測(cè)而言，只要帶寬合適，最核心的參數(shù)便是實(shí)時(shí)采樣率，而實(shí)時(shí)采樣率直接由存儲(chǔ)深度決定。
不同存儲(chǔ)深度下的采樣率和時(shí)間檔位對(duì)應(yīng)表
由下圖可見(jiàn)，波形時(shí)間變長(zhǎng)后，采樣率飛速下降。我們使用不同存儲(chǔ)的示波器測(cè)量相同的信號(hào)，可以看到如下結(jié)果：大存儲(chǔ)下采樣率仍在500MSa/s，波形細(xì)節(jié)清楚。?
大存儲(chǔ)深度下波形細(xì)節(jié)清楚小存儲(chǔ)示波器采樣率已經(jīng)下降至2M Sa/s，波形完全失真。?
小存儲(chǔ)深度下波形完全失真??大存儲(chǔ)深度的核心價(jià)值Q：大存儲(chǔ)深度只是讓長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)波形不失真么？A：不止于此。1、故障定位對(duì)于特征明確的異常信號(hào)，幾乎所有示波器都可以輕松觸發(fā)。但是異常出現(xiàn)的頻率是多少？是否有規(guī)律呢？離開(kāi)大存儲(chǔ)深度則很難找到答案。
舉例：捕獲224ms波形，發(fā)現(xiàn)脈寬最值與均值差別較大，則此信號(hào)存在脈寬偶發(fā)異常。?
?參數(shù)測(cè)量發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)通過(guò)波形搜索輕松定位出224ms波形中一共5處異常，周期性出現(xiàn)，周期約為50ms。?
波形搜索定位出異常信號(hào)如果存儲(chǔ)深度不夠，拉到這樣的時(shí)間檔位，波形早已全部失真，又怎么能定位故障呢？
2、通訊監(jiān)控協(xié)議解碼是調(diào)試常用的功能，但是針對(duì)通訊異常而言，解碼幾幀信號(hào)無(wú)濟(jì)于事，只有針對(duì)幾秒甚至幾十秒的通訊過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，才能逐步排查異常。
?大存儲(chǔ)下的通訊協(xié)議監(jiān)控如圖所示，示波器記錄了10.2s的CAN波形并全部解碼生成事件表，我們可以將事件表導(dǎo)出，也可以使用上位機(jī)軟件做DBC解析，將解碼升華到協(xié)議層，大存儲(chǔ)深度使解碼功能產(chǎn)生了質(zhì)變。
3、參數(shù)測(cè)量大存儲(chǔ)意味著更多的原始數(shù)據(jù)，因此參數(shù)測(cè)量的樣本點(diǎn)也更多。當(dāng)然這也對(duì)示波器提出了很高的要求，這里比較復(fù)雜，暫時(shí)不做詳細(xì)介紹。但同為參數(shù)測(cè)量，基于512M點(diǎn)波形和基于1M點(diǎn)波形結(jié)果差別還是十分明顯了。
??大存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)Q：示波器的大存儲(chǔ)是不是換個(gè)存儲(chǔ)器就行了么？A：不是的。數(shù)據(jù)量突然大了這么多，波形要重建、觸發(fā)、解碼、測(cè)量，同時(shí)還要保證大數(shù)據(jù)量下的流暢性，系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)作的散熱問(wèn)題…這些問(wèn)題都是是大存儲(chǔ)的核心難點(diǎn)。如果單純加大存儲(chǔ)，則會(huì)大幅降低使用體驗(yàn)。如果Autosetup需要等3s，參數(shù)測(cè)量等5s才有結(jié)果，這樣的大存儲(chǔ)用戶(hù)一定不會(huì)接受。
??不同品牌示波器大存儲(chǔ)的區(qū)別各個(gè)廠家越來(lái)越重視存儲(chǔ)深度，陸續(xù)推出大存儲(chǔ)的示波器，那么各個(gè)品牌的大存儲(chǔ)有什么區(qū)別呢？1、存儲(chǔ)深度到底有多大？各個(gè)廠家都推出了大存儲(chǔ)示波器，但各家的實(shí)際存儲(chǔ)不盡相同，有512M、140M、12.5M、10M……，這點(diǎn)在購(gòu)買(mǎi)之前一定要問(wèn)清楚。
2、大存儲(chǔ)狀態(tài)下，示波器運(yùn)行是否流暢高效？示波器的架構(gòu)、系統(tǒng)能否支持其在大存儲(chǔ)下的高效運(yùn)行。假如增大存儲(chǔ)之后需要犧牲示波器的流暢性和用戶(hù)體驗(yàn)，那么一定要慎重考慮。最好提前找一臺(tái)樣機(jī)，開(kāi)到最大存儲(chǔ)測(cè)試一下，再?zèng)Q定是否選擇。
3、有沒(méi)有波形搜索等分析插件？有了海量波形只是第一步，之后還要看是否有足夠多的分析手段，如果只有大存儲(chǔ)，但是沒(méi)有搜索引擎和數(shù)據(jù)分析插件，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)的挖掘分析，大存儲(chǔ)的意義也就不復(fù)存在了。
??總結(jié)整個(gè)示波器行業(yè)沒(méi)有講清楚的東西就是：- 波形時(shí)間長(zhǎng)了，采樣率一定會(huì)下降。標(biāo)稱(chēng)采樣率只是最佳采樣率，真實(shí)的采樣率由存儲(chǔ)深度和時(shí)間檔位決定；
- 就1G以下帶寬示波器而言，絕大多數(shù)示波器高采樣只能停留在2ms以?xún)?nèi)，甚至1ms以?xún)?nèi)的波形。
而大存儲(chǔ)示波器最核心的優(yōu)勢(shì)在于：
- 讓示波器最佳采樣率發(fā)揮的時(shí)間更長(zhǎng)，不局限看一小段波形；
- 不是抓幾個(gè)典型信號(hào)去管中窺豹，而且基于大數(shù)據(jù)去深入分析。
所以，購(gòu)買(mǎi)示波器之前一定要多問(wèn)一句：存儲(chǔ)深度多大？是標(biāo)配么？
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