本文導(dǎo)讀

本文通過實測對比，詳細解析ZDS3054E示波器標準模式、平均模式、峰值模式和高分辨率模式的工作原理、技術(shù)特點和應(yīng)用場景，幫助工程師根據(jù)信號特性選擇最優(yōu)的測量策略，解決噪聲干擾、瞬態(tài)遺漏、精度不足等常見測試難題。

在新能源汽車BMS、5G毫米波調(diào)試、激光雷達信號分析等前沿應(yīng)用中，高頻、高噪、瞬態(tài)信號的精準捕獲成為行業(yè)痛點。ZDS3054E示波器憑借500MHz帶寬、4GSa/s采樣率、250Mpts深存儲等硬核參數(shù)，成為這些場景的“技術(shù)守門員”。

示波器一開，你有沒有遇到以下“翻車”現(xiàn)場：

噪聲像"雜草"：電池紋波測試時，有用信號被噪聲完全掩蓋；

毛刺玩"躲貓貓"：激光雷達回波異?？偸亲ゲ蛔?，影響系統(tǒng)標定；

微弱信號"隱身術(shù)"：快充協(xié)議的mV級電壓變化根本測不準。

別急著懷疑設(shè)備或技術(shù)水平——很可能只是捕獲模式?jīng)]選對！不同的信號就像不同性格的人，需要用不同的“溝通方式”。通過信號發(fā)生器輸出典型信號，搭配ZDS3054E示波器進行實測對比，帶你直觀看懂四種捕獲模式的區(qū)別與用法！

四大捕獲模式，精準匹配熱點場景

1、標準模式：穩(wěn)定信號的“實時記錄儀”：

標準模式是示波器的默認模式，能夠?qū)崟r記錄并顯示所有波形點，反應(yīng)速度比較快。

適用場景：測試穩(wěn)定信號，例如實時監(jiān)測新能源汽車電機逆變器輸出的正弦波穩(wěn)定性，確保動力系統(tǒng)無卡頓；

短板提醒：缺點是可能漏掉偶發(fā)毛刺或被噪聲淹沒，就像用手機默認模式拍跑步時，若剛好眨眼會錯過朋友突然摔跤的瞬間，因此不適用于捕捉瞬態(tài)異常或有噪聲干擾的信號。

圖1 標準模式原理圖

2、平均模式：噪聲信號的“降噪濾鏡”

平均模式可以說是示波器的降噪濾鏡，通過連續(xù)捕獲多次波形對齊疊加取平均值，能大幅降低隨機噪聲，使重復(fù)信號輪廓更清晰，ZDS3054E平均數(shù)次數(shù)可選，范圍在2~65536，系統(tǒng)默認為64次。

核心優(yōu)勢：精準測量含噪聲的重復(fù)信號，如測試電池紋波噪聲，確保BMS精準判斷剩余電量；

短板提醒：會抹平偶發(fā)毛刺，因此僅適用于穩(wěn)定重復(fù)信號，無法觀察單次或瞬態(tài)異常的情況。

圖2 平均模式原理圖

3、峰值模式：瞬態(tài)異常的“高速抓拍器”

峰值模式可以說是示波器的高速連拍模式，通過極短時間內(nèi)瘋狂采樣，只記錄信號的最高點和最低點，專門捕捉納秒級的偶發(fā)毛刺、過沖或欠沖等瞬態(tài)異常。

核心優(yōu)勢：能鎖定極窄的干擾脈沖，如激光雷達的回波毛刺信號，用于自動駕駛的傳感器校準；

短板提醒：波形可能因顯示所有極值點而顯得“毛糙”，因此適用于觀察瞬態(tài)異常信號，不適合測量平滑穩(wěn)定的波形。

圖3 峰值模式原理圖

4、高分辨率模式：細微變化的“微距鏡頭”

高分辨率模式可以說是示波器的微距鏡頭，通過提升垂直精度，能幫助我們看清普通模式下無法捕捉的微小電壓變化，例如能捕捉到電池從3.7V降至3.69V的細微波動。

原理：通過對波形中的每N個點求平均，再把原來的N個采樣點替換成一個平均點來顯示，相當于放大波形細節(jié)，類似用微距鏡頭拍花蕊上的花粉顆粒；

應(yīng)用場景：適用于觀察快充協(xié)議電壓波動、傳感器弱信號等需高精度測幅值的場景，但因采樣率降低，不適合測高頻信號，容易導(dǎo)致波形失真。

圖4 高分辨率模式原理圖

模式實測場景對比

為了更加直觀的突出標準模式和不同模式下的波形對比，我們針對其它模式不同場景條件進行了還原，讓大家更直觀感受到差別。

1、平均模式

平均模式的核心優(yōu)勢在于能精準測量含噪聲的重復(fù)信號，這里我們通過信號發(fā)生器輸出一個噪聲信號輸出到我們的ZDS3054E示波器，通過切換模式對比，可以看到，標準模式下噪聲比較明顯，平均模式下可以降低隨機噪聲，使得重復(fù)輪廓更加清晰。

圖5 噪聲信號標準模式和平均模式下的波形對比

2、峰值模式

峰值模式能通過短時間的高速采樣，來記錄波形的最高點和最低點，對于瞬態(tài)出現(xiàn)的過沖信號，標準捕獲模式下會出現(xiàn)漏觸發(fā)的情況，峰值模式能很好的彌補這一缺點，幫助我們捕獲出瞬時出現(xiàn)的脈沖信號。

圖6 脈沖信號標準模式和峰值模式下的對比

2、高分辨率模式

高分辨率模式下能看清標準模式無法捕捉的微小電壓變化，通過下圖對比可以看下波形細節(jié)方面，明顯高分辨率下的波形細節(jié)更加細膩，對于電池信號出現(xiàn)的微小變化能夠更快速的捕捉。

圖7 正弦信號標準模式和高分辨率模式下對比

一張表選對模式，告別盲測焦慮

面對千變?nèi)f化的信號，用對模式才能事半功倍。保存記住這張選型指南：

總 結(jié)

波形測試的核心在于高保真還原信號特征，而捕獲模式的精準選擇是實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵。

ZDS3054E示波器憑借500MHz帶寬、4GSa/s采樣率的硬件基礎(chǔ)，確保信號捕獲的精確性，配合四種專業(yè)捕獲模式，就像給工程師配備了一套完整的“測試武器庫”。

無論是基礎(chǔ)波形觀測還是復(fù)雜信號分析，結(jié)合智能觸發(fā)、深存儲、波形搜索等功能，不僅實現(xiàn)信號的高保真采集，更支持從異常定位到參數(shù)分析的完整測試流程。

下次遇到波形“不聽話”，先別急著調(diào)參數(shù)——換個捕獲模式試試，也許問題就迎刃而解了！