利用麦科信示波器的分段存储功能捕捉单次异常信号

在电子调试中，最令人头疼的莫过于转瞬即逝的偶发异常。它难以捕捉，却足以让系统瘫痪。如何精准“逮”住这幽灵般的故障？示波器的分段存储功能正是破解此道的利器。本文将揭示如何利用这一强大功能，让每一次异常都无所遁形，告别盲目排查！

01 为什么单次异常如此难以捕捉？

单次异常信号，如偶发脉冲、瞬时错误或间歇性故障，具有发生时间不确定、持续时间短、重复率低的特点。这些偶尔出现却又转瞬即逝的异常信号，就像狡猾的兔子，总是在我们眨眼间消失得无影无踪。传统方法往往难以捕捉这些单次异常，导致调试困难、问题隐患无法彻底排除。使用传统示波器捕捉这类信号时，我们通常面临两大挑战：

l 存储深度限制：为了长时间监测信号，不得不降低采样率，可能导致信号失真，无法准确分析细节。

l 效率低下：传统方式需要长时间记录大量数据，其中绝大部分是无用信息，后期分析犹如大海捞针。

02 分段存储：原理与优势

示波器分段存储（Segmented Storage）是一种将数据按逻辑或物理边界划分为多个独立段的存储方式。

在示波器中，它通过将有限的存储空间划分为多个小段，只记录触发事件前后的有效数据，丢弃无用信息。忽略无效时间段，在相同存储深度下可获得更高的采样率，确保信号高保真、不失真。

示波器内部有一个高精度的时钟计数器。每当触发事件发生、一个分段被存储时，示波器内部就会记录下此时计数器的值，并赋予其作为该分段的时间戳，作为查看/确认单帧波形的依据存储的波形可以单帧播放查看，也可以拟合总体查看。

03 小概率异常波形捕捉困难

下图为波形示意图，约200s左右时候出现一次异常。

对于低存储的示波器，例如某品牌的示波器最大存储深度为10M。为捕获200s出现一次的异常，需要设置时基档位为20s/格，在10M存储深度下，采样率最大只有0.05MSa/s，即50KSa/s，基本只能查看10KHz的信号，高于此频率的信号将严重失真，无法分析。

麦科信12位高分辨率示波器MHO3-5004，拥有360Mpts的超大存储深度，最大采样率3GSa/s。

为了捕获200s才出现一次的异常， 设置时基档位为20秒/格，一屏幕记录240秒波形。存储深度为360Mpts，此时可以保持1.5MSa/s的采样率，但也只能保证500KHz频率以下的信号基本不失真，如果信号频率较高，则信号失真。

MHO3-5004捕获200s出现的异常信号，记录240s的波形。将信号放大，可以看出信号失真。

04 采用分段存储捕捉异常波形

利用示波器的分段存储（Segmented Memory）功能可以有效解决这一矛盾。

在麦科信示波器MHO3采样中开启分段存储功能，捕捉200s左右出现一次的波形，设置分段存储的段数为20段，时基为100μs，采样率为3GSa/s，触发方式为边沿触发，触发电平为0V。将信号接入示波器通道1，当信号被触发时，示波器便会自动捕获异常信号，跳过冗长的空闲时间。

捕获完成后，按下暂停按钮，可以逐一查看、对比和分析每一段波形，快速定位异常特征，同时也可以进行拟合显示，将所选的波形叠加起来显示到屏幕上。

下图所示为正常波形。当输入信号呈规律性变化时，未达到所设置的-150mV触发阈值，信号将不会被记录和保存。

当输入信号异常时，示波器检测到满足触发条件的异常信号，会自动启动捕获过程，将该异常波形独立保存至存储段中，以便后续分析。

借助分段存储功能，在相同的存储深度条件下，不仅能够保持采样率不下降、保证信号的真实性和完整性，还能够高效捕获所有感兴趣的异常片段，显著提升调试与分析效率。

05 结语

分段存储的应用远超想象：

在电源分析中，它能精准捕捉负载突加或突卸时的瞬时响应与电压跌落，帮助工程师定位瞬态问题；

雷达系统借助该技术，可在复杂的信号环境中聚焦有效回波脉冲，自动忽略发射阶段的无用空闲时段；

而在激光与光电系统中，分段存储也能可靠捕捉非周期性的脉冲信号，确保关键光信号不被遗漏。

无论是瞬态响应分析、信号去芜存菁，还是偶发故障捕捉，分段存储都以其灵活高效的特性，成为高端测试中的隐形利器。

麦科信多款示波器，如MHO系列以及示波器TO2004、TO3004、ETO系列、MDO系列，都配备了分段存储功能，助您精准捕捉复杂信号，高效完成调试任务。

深圳麦科信科技有限公司

深圳麦科信科技有限公司是国家级高新技术企业、专精特新企业。自2012年创立以来，公司聚焦示波器及探头核心赛道，自主创新屡开行业先河：成功研发业界首台全触控平板示波器，颠覆传统仪器笨重形态；突破性打造基于安卓深度定制的 SigtestUI 专业测试系统，是行业首款专为测试场景定制的平台；自主研发的 SigOFIT 技术实现关键突破，填补了国内技术空白。