ZUS系列示波器智能脈寬捕獲技術：納秒級精度測量與快速波形搜索解決方案
2025-07-07
當傳統示波器測量方法遇到技術瓶頸
某光電研究所在進行激光接收器產品一致性驗證時，遇到了技術挑戰：激光接收器通過不同層級的濾光片會形成不同強度的脈寬信號，主要表現在脈寬幅度和脈寬時間的差異。
測試要求：
● 驗證接收器產品一致性
● 重點把控脈寬時間，確保在15ns以內
● 需要高效、準確的批量測試方案
面臨挑戰：
● 傳統示波器存儲深度低，搜索條件有限
● 無法運用大數據分析功能快速搜索定位特征值信號
● 人工逐一檢測效率低，難以保證測量一致性
為了解決這一實際應用問題，我們使用ZUS系列高精度智能應用型示波器進行技術驗證。本文以ZUS5054Pro示波器為例，詳細介紹特殊脈寬值的智能捕獲方法。
復雜信號環境下的精準脈寬測量
信號特征分析：
激光器每50ms發射一束光波，經過激光接收器漫反射接收濾波后，呈現為振蕩型脈沖簇信號，圖1所示，需要測量的是中間最高脈沖的中部脈寬時間，確保在15ns以內。
常規觸發方式很難濾除脈沖前后過零震蕩波形，很容易造成誤觸發，即使可以觸發出波形也不能快速標記并計算出中部脈寬時間。此時ZUS系列示波器智能搜索功能應運而生。
ZUS5054Pro示波器測試環境搭建：模擬真實應用場景
以致遠儀器ZUS系列示波器為例，可以搭建一個模擬測試環境來驗證智能捕獲功能。
第一步：硬件連接與基礎設置
示波器配置
1. 將示波器耦合方式設置為：DC 1MΩ
2. 將通道類型設置為：電壓型，比例1:1
3. 使用同軸線纜將通道C1與信號發生器AFG1連接
第二步：信號發生器參數設置
激活信號輸出通道
1. 點擊屏幕【信源】-【AFG1】或【AFG2】
2. 當圖標中波形顏色變為綠色時，即"開啟"該通道為輸出通道
基礎波形參數
1. 波形選擇：正弦波
2. 電壓幅度：5V
3. 頻率設置：最大30MHz
4. 阻抗選擇：高阻
配置猝發功能
1. 點擊信號發生器菜單欄中【高級】進入高級功能設置
2. 點擊【功能選擇】設置猝發功能
3. 猝發時間：50ms（與激光接收器一致）
4. 猝發次數：1次
第三步：脈寬測量功能配置
啟用自動測量功能
ZUS5000系列示波器提供參數自動測量和對測量結果的統計分析功能。
1. 按下前面板的【Measure】鍵
2. 選擇添加測量項：脈寬、頂部值、底部值
3. 打開頻率計功能
精確設置脈寬測量參數
1. 雙擊"測量1"，選中【參數設置】
2. 將【閾值和區域】修改為："本地"
3. 將【測量區域】修改為："光標"
4. 將【閾值類型】改為："絕對值"
5. 【中閾值】設為："1.5V"
6. 【低閾值】設置低于"中閾值"不低于"當前屏幕最小值+靈敏度"
7. 【高閾值】設置高于"中閾值"不高于"當前屏幕最大值-靈敏度"
8. 打開【測量統計】后自動顯示測量列表
第四步：時基調整與波形觀察
主時基設置
1. 調大時基以500ms/div滾動一屏波形并暫停
2. 打開ZOOM模式，在Zoom1窗口進行波形放大
3. 時基調整到20us/div
光標精確測量
1. 打開光標功能
2. 旋轉A、B旋鈕將光標卡到波形正半周中部
3. 此時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
開啟智能波形搜索
"搜索"功能可快速找到感興趣的波形信號，方便快速定位特征信號。
1. 搜索功能選擇：脈寬搜索
2. 搜索區域選擇：主時基
3. 參數設置為：小于20ns
搜索結果如下圖所示。
驗證結果：快速定位與精準測量
通過以上手段設置，我們已經在5ms時間內快速定位出100個特殊脈寬波形，并且通過導航鍵能在Zoom1區域內快速瀏覽0時基左右波形狀態，并可以對比每一個波形所測出的正脈寬值（基本都在15ns以內滿足客戶實際需求）是否穩定一致。
至此ZUS系列示波器智能捕獲特殊脈寬值的功能已經實現，大數據分析功能快速搜索定位出特征值的能力實至名歸。
ZUS系列示波器技術優勢的量化體現
性能表現
快速定位：5ms內成功定位100個特殊脈寬波形
精度驗證：測量值Δt=15.2ns，滿足15ns以內要求
一致性檢驗：所有波形脈寬值基本穩定在15ns以內
技術優勢總結
智能化程度高：自動識別和篩選目標信號
測量精度佳：納秒級精度滿足嚴苛要求
效率提升顯著：傳統方法需要數小時，現在僅需幾分鐘
結果可靠性強：大數據分析確保測量一致性
從實驗室到產業應用
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難題，更為類似應用場景提供標準化解決方案，例如光電子行業、汽車電子等智能硬件領域。
