數字存儲示波器如何設置存儲（chǔ）深度

一、存儲深度的定義與核心作用

1. 定（dìng）義（yì）：
   存儲深度 = 采樣率 × 記錄時間，表示示波（bō）器單次采集可存儲的采（cǎi）樣點數量。
   • 示例：存儲（chǔ）深度 = 1 Mpts（100萬點），采樣率 = 1 GSa/s，則最大記錄時間 = 1 μs。
2. 核心作用：
   • 高采樣（yàng）率：需要更大存儲深度以記錄長時間信號。
   • 長時（shí）間記錄：需（xū）降低采樣率或增加存儲深度以避免數據截斷。

二、存儲深度的設置步驟

1. 菜單（dān）路徑

• 常見品牌操作：
  • Keysight/Agilent：Utility → Setup → Acquisition → Record Length。
  • Tektronix：Acquire → Record Length。
  • Rigol：Storage → Record Length。
• 快捷鍵：部分型號支持通過物理按鍵快速調（diào）整（如“Record Length”鍵）。

2. 設置範圍

• 典型範圍：100 pts - 1 Gpts（部分高端型（xíng）號可（kě）達2 Gpts）。
• 默認值（zhí）：通常為10 kpts - 1 Mpts，需根據需求手動調整。

3. 自（zì）動化設置

• 自動（dòng）模式：選擇“Auto”或“Max”，示波器根據時基自動調（diào）整存儲深度。
• 手動模式：直接輸入具體點數（如500 kpts）或選擇預設檔位（如128 kpts、1 Mpts）。

三、存儲深度與關鍵參數的協同關係

1. 存儲深度 vs. 采樣率

• 公式：

• 示例：

  
  

  存儲深度	采樣率	記錄時間
  1 Mpts	1 GSa/s	1 μs
  1 Mpts	100 MSa/s	10 μs
  1 Mpts	10 MSa/s	100 μs

  
  

2. 存儲深度 vs. 時基

• 影響：
  • 小時基（高（gāo）采樣率）：需更大存儲深度以記錄完整信號。
  • 大時基（jī）（低采樣率）：可減少存儲深度需求。
• 示例：
  • 觀察100 MHz信號（周期10 ns），時基設為10 ns/div，需至少100 pts/div的存（cún）儲深度。
  • 觀察1 Hz信號（周期1秒），時基設為100 ms/div，1 Mpts存儲深度可記錄10秒信號。

3. 存儲深度 vs. 波形刷新率

• 影響：
  • 增大存儲深度會降低波形刷新率（Waveform Update Rate），影（yǐng）響實時性。
  • 解決方案：
    • 使用分段存儲（Segmented Memory）模式，僅記錄觸發事（shì）件前後的數據。
    • 降低存儲深度或提（tí）高觸發速率以優化刷新率。

四、存儲深度的優化（huà）策略

1. 根據（jù）信號特性選擇

• 高頻信號（>10 MHz）：
  • 存儲深（shēn）度 ≥ 1 Mpts，確保高（gāo）采樣率下記錄完整周期。
• 低頻信號（hào）（<1 kHz）：
  • 存儲深度可設為10 kpts - 100 kpts，減少數據冗餘。
• 瞬態信號（如脈衝、毛刺）：
  • 使（shǐ）用分段存儲模式，設置預觸發深（shēn）度（dù）（Pre-trigger Depth）以捕捉事件前兆。

2. 平衡存儲深度與性能

• 存儲深（shēn）度優先：
  • 需（xū）長時間記錄（lù）或高精（jīng）度分析時，優先增加存儲深度。
• 刷新率優先：
  • 需實時觀察信號動態變化時，優先（xiān）降（jiàng）低（dī）存儲深度或使用平均模式（Average Mode）。

3. 硬件升級建議（yì）

• 低端示（shì）波器（存（cún）儲深度 < 1 Mpts）：
  • 升級至（zhì）中高端型號（如Keysight DSOX3000T係列，存儲深度可達4 Mpts）。
• 高端示波器（存儲深度 > 1 Gpts）：
  • 確保主機內存（RAM）和固態硬盤（SSD）容量充足，避免數據溢出。

五、存儲深度設（shè）置的實用技巧

1. 分段存儲模（mó）式：
   • 應（yīng）用場景：捕捉偶發（fā）事件（如串擾、過衝）。
   • 設置方法（fǎ）：
     • 啟用分段存儲，設置段數（如1000段）和段長度（dù）（如（rú）10 kpts）。
     • 調整觸發條件（如（rú）邊沿觸發、脈寬觸發）以精準捕捉事件。
2. 預觸發（fā）深度調整：
   • 作用：記錄觸發事件前的信號（hào），便於分析事（shì）件起因。
   • 設置方法：
     • 在分段存儲或單次觸發模式下（xià），設置預（yù）觸發深度為（wéi）總存儲深度的10%-50%。
3. 數據導出優化（huà）：
   • 大存儲深度數據導出：
     • 使用USB 3.0或LAN接（jiē）口，分塊導出數據以（yǐ）避免傳輸中斷。
     • 選擇CSV或二進製格式（如.bin）以減少文件大小。

六、常見問題與解決方案

七、結論

• 核心原則（zé）：
  存儲深度的設置需根據（jù）信（xìn）號特性（頻率、持續時間、觸發需求）和測量目（mù）標（細（xì）節分析、長時間記錄）進行優化。
• 實踐建議（yì）：
  1. 明確需求：確定需要記錄的信（xìn）號（hào）時長和精度。
  2. 計算參數：根據公式計算所需的（de）存儲深度和（hé）采樣率（lǜ）。
  3. 驗（yàn）證效果：通（tōng）過實際測（cè）試（shì）驗證波形顯示是否滿足需求，必要時調整存儲深度或使用分段存儲模式。

八、示例：高速串行總線信號分析

• 需求：分析PCIe 4.0信號（數據速率16 GT/s），捕捉眼圖抖動和誤碼。
• 存儲深度設置：
  • 存儲深度 ≥ 10 Mpts，采（cǎi）樣（yàng）率（lǜ） ≥ 32 GSa/s，記錄時間（jiān） ≥ 312.5 ns（單個UI單位間隔）。
  • 使用分段存儲模式，設置段數 = 1000，段長度 = 10 Mpts，預觸發深（shēn）度 = 2 Mpts。
• 優化效果：
  • 高存儲（chǔ）深度確（què）保記錄（lù）完整（zhěng）眼圖，分段存儲避免數（shù）據溢（yì）出，預觸發深度捕捉信號前兆。

通（tōng）過合理（lǐ）設置存儲深度，可顯著（zhe）提升信號分析（xī）的準確性和效率。