在電子電路的世界里，信號的波形千變?nèi)f化，而準(zhǔn)確剖析這些信號是理解電路工作狀態(tài)、優(yōu)化電路設(shè)計的關(guān)鍵。普源示波器 DHO814 作為一款功能強(qiáng)大的測試儀器，在信號波形運算與諧波分析方面表現(xiàn)卓越，為工程師們提供了深入洞察電路特性的有力工具。

信號波形運算

普源示波器 DHO814 支持多種波形運算功能，能夠幫助工程師從不同角度分析信號，獲取更多有價值的信息。

基本數(shù)學(xué)運算

加法、減法、乘法和除法是其最基礎(chǔ)的運算功能。例如，在研究兩個相關(guān)信號的疊加效果時，可利用加法運算。假設(shè)電路中有一個輸入信號和經(jīng)過特定處理后的反饋信號，通過將這兩個信號分別接入示波器的不同通道，再使用加法運算功能，就能直觀地看到它們疊加后的波形，進(jìn)而分析電路的反饋效果是否符合預(yù)期。減法運算則常用于對比兩個相似信號的差異，比如在測試同一電路在不同工作條件下輸出信號的變化，將兩種工況下的信號相減，差值波形能清晰呈現(xiàn)出變化的部分，有助于快速定位電路受影響的環(huán)節(jié)。

積分與微分運算

積分運算在分析信號的累積效果上十分有用。以電容充電信號為例，對電容兩端的電壓信號進(jìn)行積分，得到的結(jié)果與電容所存儲的電荷量相關(guān)。通過觀察積分后的波形，工程師能了解電容在不同時段的電荷積累情況，評估電容的性能以及相關(guān)電路參數(shù)的合理性。微分運算則側(cè)重于展現(xiàn)信號的變化率。在檢測脈沖信號的上升沿或下降沿特性時，微分運算可將信號變化的瞬間以更明顯的方式呈現(xiàn)，幫助工程師準(zhǔn)確測量上升時間、下降時間等關(guān)鍵參數(shù)，判斷信號是否滿足電路設(shè)計的要求。

邏輯運算

在數(shù)字電路測試中，邏輯運算功能發(fā)揮著重要作用。DHO814 能夠?qū)?shù)字信號進(jìn)行與、或、非等邏輯運算。當(dāng)測試復(fù)雜數(shù)字電路的邏輯關(guān)系時，若要判斷多個控制信號與輸出信號之間的邏輯聯(lián)系，利用邏輯運算功能，將各控制信號和輸出信號接入示波器，設(shè)置相應(yīng)的邏輯運算規(guī)則，示波器便能直接顯示經(jīng)過邏輯運算后的結(jié)果，快速驗證電路的邏輯設(shè)計是否正確，排查可能存在的邏輯錯誤。

諧波分析

諧波分析是評估信號質(zhì)量和電路線性度的重要手段，普源示波器 DHO814 在這方面具備出色的能力。

開啟頻譜分析功能

要進(jìn)行諧波分析，首先需開啟示波器的頻譜分析功能。在 DHO814 的操作界面上，找到并選擇 “頻譜分析” 選項。該功能基于快速傅里葉變換（FFT）算法，將時域的信號轉(zhuǎn)換為頻域的頻譜圖。例如，對于一個正弦波信號，在時域上我們看到的是規(guī)則的周期性波形，而經(jīng)過 FFT 變換后，在頻譜圖上則會呈現(xiàn)出單一的峰值，對應(yīng)正弦波的基波頻率。

設(shè)置分析參數(shù)

在進(jìn)行諧波分析前，合理設(shè)置參數(shù)至關(guān)重要。頻率范圍的設(shè)置需根據(jù)信號的基波頻率及可能出現(xiàn)的諧波頻率來確定。若已知被測信號的基波頻率為 1kHz，且預(yù)計其高次諧波可能延伸至 10kHz，那么可將頻率范圍設(shè)置為 0 - 10kHz 或略大于該范圍，以確保能完整捕捉到所有可能的諧波成分。分辨率帶寬（RBW）的設(shè)置影響著頻譜圖的精度和細(xì)節(jié)。較小的 RBW 能更清晰地分辨相鄰的諧波頻率，但會增加測量時間；較大的 RBW 則能快速得到頻譜概貌，但可能會使一些相近頻率的諧波無法有效區(qū)分。通常情況下，需根據(jù)信號的復(fù)雜程度和測量時間要求來權(quán)衡選擇。此外，窗函數(shù)的選擇也不容忽視，不同的窗函數(shù)對頻譜泄漏的抑制效果不同。對于周期信號，矩形窗函數(shù)較為合適，它能保持信號的真實頻譜特性；而對于瞬態(tài)信號或含有噪聲的信號，漢寧窗函數(shù)能有效減少頻譜泄漏，使諧波分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。

識別與分析諧波

完成參數(shù)設(shè)置并啟動測量后，示波器的頻譜圖上會顯示出信號的基波和各次諧波。基波頻率對應(yīng)的峰值最為突出，而在其整數(shù)倍頻率處出現(xiàn)的峰值則為諧波。通過光標(biāo)測量功能，可準(zhǔn)確讀取各諧波的頻率和幅值。以一個理想的線性電路輸出信號為例，理論上應(yīng)只有基波成分，諧波幅值趨近于零。但在實際電路中，由于元器件的非線性特性、電源噪聲等因素影響，總會存在一定的諧波。總諧波失真（THD）是衡量信號中諧波含量的重要指標(biāo)，它通過計算各次諧波幅值與基波幅值的比值來確定。在 DHO814 上，部分型號可直接通過測量功能獲取 THD 數(shù)值，若無法直接測量，也可根據(jù)讀取的各諧波幅值，按照 THD 計算公式手動計算。較高的 THD 值表明信號失真嚴(yán)重，可能會影響電路的正常工作，此時工程師可結(jié)合示波器的波形顯示和頻譜分析結(jié)果，排查電路中導(dǎo)致諧波產(chǎn)生的原因，如更換非線性特性明顯的元器件、優(yōu)化電源濾波電路等，以降低諧波含量，提高信號質(zhì)量。

普源示波器 DHO814 在電路測試中的信號波形運算與諧波分析功能，為工程師深入研究電路特性、解決電路問題提供了全面且高效的解決方案，助力電子電路領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。