引言

示波器的Track和Trend功能是兩個基于測量的數(shù)學函數(shù)，可以使用這兩個函數(shù)來深入了解測量。

Trend是將測量事件號作為水平值，按測量順序繪制測量參數(shù)值的曲線圖。

Track是測得的參數(shù)值與時間的關系圖。

這些函數(shù)允許將一系列測量結(jié)果以波形的形式處理，使示波器可以執(zhí)行數(shù)據(jù)記錄、研究測量值之間的關系、在長數(shù)據(jù)記錄中定位異常，甚至解調(diào)角度調(diào)制或脈寬調(diào)制信號。

如何使用Trend和Track

Trend和Track都基于示波器的測量參數(shù)。大多數(shù)示波器提供了約25個測量參數(shù)，包括頻率、幅度和上升/下降時間等。示波器持續(xù)跟蹤這些測量值，并使用它們顯示參數(shù)值的統(tǒng)計信息，還可以將這些值繪制為Trend或Track圖。

下圖顯示了如何使用Trend或Track功能。采集的（上部柵格的黃色波形）是脈寬調(diào)制（PWM）信號，參數(shù)P1測量所采集波形中每個周期的脈沖寬度。參數(shù)統(tǒng)計信息包括最小脈沖寬度（2.698 ns）和最大脈沖寬度（49.3ns），以及所有值的平均值和標準偏差。采集的波形中有100個周期（100k個樣本），每個周期的脈沖寬度被測量并記錄在統(tǒng)計數(shù)據(jù)中。

底部曲線（藍色）是脈寬測量的Trend圖。它包含100個脈寬測量值（按其測量順序排列）。該曲線上的每個點代表一個測量值。用戶可以設置Trend圖中的測量值數(shù)量，通常以1-2-5的級數(shù)從2到1,000,000。在此示例中，Trend圖和源波形是同步的，因為Trend圖的長度（100個值）與源波形的周期數(shù)匹配。不過并非總是如此。

中間曲線（橙色）是脈沖寬度的Track圖。該波形包含與采集波形相同的100k點，每個測量值都被過采樣以匹配源波形每個周期的持續(xù)時間。Track圖始終與源波形同步。

由于Track函數(shù)的時間同步特性，可以用它來解調(diào)此類PWM信號，通過跟蹤頻率參數(shù)，也可以使用它來解調(diào)調(diào)頻（FM）信號或調(diào)相（PM）信號。

適合數(shù)據(jù)記錄的Trend函數(shù)

Trend函數(shù)非常適合數(shù)據(jù)記錄。

下圖為數(shù)據(jù)記錄示例，記錄了RMS線電壓和室溫的變化。

最上面的曲線是RMS線電壓的Trend圖，設置觸發(fā)釋抑在兩次測量之間插入5s的延遲。從上向下開始的第二條曲線是熱電偶輸出的Trend圖，對熱電偶輸出進行濾波并重定標，以在函數(shù)曲線F4（從頂部開始的第三跡線）中以攝氏度為單位進行顯示。整個顯示曲線代表以5秒間隔進行2,000次測量，即2.7小時。

打開空調(diào)系統(tǒng)時，線路電壓下降，然后溫度略有下降，整個過程是周期性的，這可通過對原始趨勢波形進行互相關來驗證，并顯示在底部曲線中。周期性在相關函數(shù)曲線中清楚顯示出來，大約每252次測量或大約每20分鐘循環(huán)一次。

利用Track函數(shù)做解調(diào)

在某些應用中，解調(diào)角度調(diào)制信號是很實用的。例如，在測量鎖相環(huán)（PLL）的頻率響應時，可以使用Track函數(shù)來查看PLL輸入和輸出的相位變化。下圖顯示了PLL頻率響應測量。

任何設備的頻率響應都可以通過使用階躍函數(shù)激勵來測量，對該階躍響應求微分并對該響應進行快速傅里葉變換（FFT）。

在上圖中，左上波形是PLL輸入：一個66.67MHz正弦波，在波形的中點具有2弧度的相位步進。利用測量參數(shù)P1測量波形的時間間隔誤差（TIE），TIE測量實際波形邊沿與理想邊沿位置之間的時間間隔，TIE本質(zhì)上是信號的瞬時相位。PLL輸入的TIE的Track圖在上圖左側(cè)從上向下的第二條曲線中顯示。TIE的Track圖對相位調(diào)制輸入進行解調(diào)，輸入波形中心的相位階躍很明顯。

右上方波形是PLL的輸出，通過測量PLL輸出的TIE并使用Track解調(diào)相位，可以查看PLL對相位階躍的影響，參見上圖右側(cè)從上到下的第二條曲線，Track功能提供PLL輸入和輸出的相位變化的查看，提供了在源波形中看不到的相位變化的視圖。這很重要，因為PLL是一個對相位敏感的器件。

通常使用脈沖函數(shù)作為輸入信號來測量信號的頻率響應，對階躍響應做微分會產(chǎn)生脈沖響應，第三組曲線分別在上圖的左側(cè)和右側(cè)分別顯示了解調(diào)后的PLL輸入和輸出信號。

上圖的左下圖顯示了PLL脈沖響應的FFT。這是一個基本平坦的響應。右下方的PLL輸出脈沖響應的FFT顯示了PLL的頻率響應。從技術上講，頻率響應是輸出與輸入FFT的復數(shù)比，但是由于輸入頻譜平坦，因此輸出頻譜近似于PLL的頻率響應。

Trend還是Track？

Trend是數(shù)據(jù)記錄的首選。Trend曲線對每個測量值僅對應一個點，因此它具有很高的存儲效率。

如果需要執(zhí)行與時間有關的操作，例如FFT或?qū)Σㄐ芜M行濾波，則需要Track。Track也可以將異常的測量讀數(shù)追溯到源波形中，因為Track曲線與源波形保持時間同步，這樣做會以在函數(shù)中使用更多樣本為代價。

Trend和Track功能可以協(xié)助查看各個參數(shù)測量的歷史記錄，通過單獨進行一系列測量，可以使用示波器的函數(shù)和分析工具來了解更多有關被測量過程的信息，這樣可以大大減少故障排除和調(diào)試時間。

編輯：黃飛