在電子電路的世界里，信號(hào)的波形千變?nèi)f化，而準(zhǔn)確剖析這些信號(hào)是理解電路工作狀態(tài)、優(yōu)化電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。普源示波器 DHO814 作為一款功能強(qiáng)大的測(cè)試儀器，在信號(hào)波形運(yùn)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(hào)波形運(yùn)算

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

基本數(shù)學(xué)運(yùn)算

加法、減法、乘法和除法是其最基礎(chǔ)的運(yùn)算功能。例如，在研究?jī)蓚€(gè)相關(guān)信號(hào)的疊加效果時(shí)，可利用加法運(yùn)算。假設(shè)電路中有一個(gè)輸入信號(hào)和經(jīng)過(guò)特定處理后的反饋信號(hào)，通過(guò)將這兩個(gè)信號(hào)分別接入示波器的不同通道，再使用加法運(yùn)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(yùn)算則常用于對(duì)比兩個(gè)相似信號(hào)的差異，比如在測(cè)試同一電路在不同工作條件下輸出信號(hào)的變化，將兩種工況下的信號(hào)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(yùn)算

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

邏輯運(yùn)算

在數(shù)字電路測(cè)試中，邏輯運(yùn)算功能發(fā)揮著重要作用。DHO814 能夠?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行與、或、非等邏輯運(yùn)算。當(dāng)測(cè)試復(fù)雜數(shù)字電路的邏輯關(guān)系時(shí)，若要判斷多個(gè)控制信號(hào)與輸出信號(hào)之間的邏輯聯(lián)系，利用邏輯運(yùn)算功能，將各控制信號(hào)和輸出信號(hào)接入示波器，設(shè)置相應(yīng)的邏輯運(yùn)算規(guī)則，示波器便能直接顯示經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算后的結(jié)果，快速驗(yàn)證電路的邏輯設(shè)計(jì)是否正確，排查可能存在的邏輯錯(cuò)誤。

諧波分析

諧波分析是評(píng)估信號(hào)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(kāi)啟頻譜分析功能

要進(jìn)行諧波分析，首先需開(kāi)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(xiàng)。該功能基于快速傅里葉變換（FFT）算法，將時(shí)域的信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域的頻譜圖。例如，對(duì)于一個(gè)正弦波信號(hào)，在時(shí)域上我們看到的是規(guī)則的周期性波形，而經(jīng)過(guò) FFT 變換后，在頻譜圖上則會(huì)呈現(xiàn)出單一的峰值，對(duì)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(hào)的基波頻率及可能出現(xiàn)的諧波頻率來(lái)確定。若已知被測(cè)信號(hào)的基波頻率為 1kHz，且預(yù)計(jì)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(huì)增加測(cè)量時(shí)間；較大的 RBW 則能快速得到頻譜概貌，但可能會(huì)使一些相近頻率的諧波無(wú)法有效區(qū)分。通常情況下，需根據(jù)信號(hào)的復(fù)雜程度和測(cè)量時(shí)間要求來(lái)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(duì)頻譜泄漏的抑制效果不同。對(duì)于周期信號(hào)，矩形窗函數(shù)較為合適，它能保持信號(hào)的真實(shí)頻譜特性；而對(duì)于瞬態(tài)信號(hào)或含有噪聲的信號(hào)，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(shí)別與分析諧波

完成參數(shù)設(shè)置并啟動(dòng)測(cè)量后，示波器的頻譜圖上會(huì)顯示出信號(hào)的基波和各次諧波。基波頻率對(duì)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(guò)光標(biāo)測(cè)量功能，可準(zhǔn)確讀取各諧波的頻率和幅值。以一個(gè)理想的線性電路輸出信號(hào)為例，理論上應(yīng)只有基波成分，諧波幅值趨近于零。但在實(shí)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(huì)存在一定的諧波?？傊C波失真（THD）是衡量信號(hào)中諧波含量的重要指標(biāo)，它通過(guò)計(jì)算各次諧波幅值與基波幅值的比值來(lái)確定。在 DHO814 上，部分型號(hào)可直接通過(guò)測(cè)量功能獲取 THD 數(shù)值，若無(wú)法直接測(cè)量，也可根據(jù)讀取的各諧波幅值，按照 THD 計(jì)算公式手動(dòng)計(jì)算。較高的 THD 值表明信號(hào)失真嚴(yán)重，可能會(huì)影響電路的正常工作，此時(shí)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(hào)質(zhì)量。

普源示波器 DHO814 在電路測(cè)試中的信號(hào)波形運(yùn)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(wèn)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。