常用示波器的工程師都會發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象,，當(dāng)示波器停止采樣時,，將原來的波形垂直放大后會存在鋸齒狀，這是什么原因呢,？這里跟跟大家一起剖析一下,。

　　一,、臺階波形

　　本文以ZDS4054Plus示波器為測試工具，圖 1 如所示波形是在 200mv/div 檔位下采樣的,，波形相對平穩(wěn),。停止采樣后，如果將垂直檔位調(diào)至 50mv/div,，則波形出呈現(xiàn)嚴(yán)重的鋸齒狀,，如圖 2 所示。為此很多人感到疑惑,，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象,？

　　圖1 原信號波形

　　圖2 放大后波形

　　二、原因闡述

　　1,、運行狀態(tài)下

　　當(dāng)示波器處于【Run】時,，示波器模擬前端會根據(jù)不同的垂直檔位，始終會將信號的幅度調(diào)理到 ADC合適的范圍內(nèi),，再進行量化,，所以運行狀態(tài)下的波形放大，不會存在鋸齒現(xiàn)象,。

　　l在 200mv/div 的檔位下,，垂直分辨率（25 LSB/div）為 8mv

　　l在 50mv/div 的檔位下，垂直分辨率（25 LSB/div）為 2mv

　　垂直檔位越小,，分辨率越高,，則采集到的波形測量精度就越高，這個就是推薦波形盡量鋪滿格子的原因,。

　　2,、停止?fàn)顟B(tài)下

　　在停止?fàn)顟B(tài)下波形不進行采集，也就是停止?fàn)顟B(tài)無論垂直檔位怎么變化,，仍然會保持停止時（200mv/div）的垂直精度 8mv,，所以當(dāng)把波形的垂直方向放大 4 倍時（50mv/div），那么采樣點與采樣點之間的垂直距離就會變大,，當(dāng)然這僅僅只是進行數(shù)字化放大,，示波器此時會進行插值保持，插值保持下波形會以階梯的形式連接,，這也是產(chǎn)生鋸齒的原因,。

　　圖3 插值保持

　　三、理解誤區(qū)：插值保持與插值算法有關(guān)么,？

　　前面我們提到了插值保持,，那么有的工程師可能就會想到，會不會是由于插值算法的原因?qū)е铝瞬ㄐ畏糯蠛蟪霈F(xiàn)了鋸齒狀呢,？畢竟線性插值是以點的方式連接,，出現(xiàn)鋸齒狀也很正常,。答案是否定的，下面從原理層來分析一下,。

　　首先解釋一下何謂插值算法,，對于很多示波器都會有不同的插值模式，常見的分為正弦插值和線性插值,，在實際使用過程中,，如果示波器ADC的采樣率不足以恢復(fù)真實信號，我們需選擇不同的插值方式進行測試分析：

　　1,、正弦插值

　　正弦內(nèi)插是示波器默認(rèn)的插值方式,，也是最常用的插值方式。通過正弦內(nèi)插的方式,，能夠比較準(zhǔn)確和平滑地還原真實波形信號,。利用曲線來連接樣點，通用性更強,。這種方法彎曲信號波形,，使之產(chǎn)生比純方波和脈沖更為現(xiàn)實的普通波形。如圖4所示為采樣正弦插值的方式,，觀察到的放大后的波形,。

　　圖4 正弦插值

　　3、線性插值

　　線性內(nèi)插是最簡單的插值方式,，計算量最小。在ADC的相鄰采樣數(shù)據(jù)點之間按照線性多項式的計算方式插入一個計算值,，插入的這個點為相鄰兩個采樣點連線上的值,。如下圖5所示位采用線性內(nèi)插方式測試波形，是通過點與點之間的直接連接形成的波形,，細節(jié)上能夠

　　看到類似于鋸齒波的形狀,，這種插值方式局限于直邊緣的信號。

　　圖5 線性插值

　　通過這兩種插值方式對比,，大家會發(fā)現(xiàn)正弦內(nèi)插利用曲線連接采樣點,，線性內(nèi)插通過點與點之間的連接形成波形，大家可能會傾向于線性插值的原因形成了放大之后的鋸齒狀,。需要注意的是：插值算法是在ADC采樣時進行的,，當(dāng)采樣停止后，示波器才會進行插值保持,，插值保持下采樣點之間會以階梯的形式連接,，因此示波器停止下的放大只是單純的數(shù)字化放大，是示波器插值保持的結(jié)果,，這與使用何種插值算法完全無關(guān),。

　　四,、總結(jié)

　　因此無論前面采用的是何種插值方式，采樣停止后放大的波形都會以鋸齒狀呈現(xiàn)出來,，這是插值保持的原因,，也是完全正常的。因此,，我們在觀測波形的時候一定要讓波形盡量鋪滿整個屏幕,，如果波形出現(xiàn)了鋸齒，也要清楚鋸齒的原因來自于哪里,。