波形數據的三維信息包括：時(shí)間，幅度和幅度命中次數。傳統DSO對波形的處理過(guò)程中，通過(guò)波形的原始數據進(jìn)行抽樣提取一幅波形所需要的數據進(jìn)行繪制，這樣抽樣顯示就只有時(shí)間和幅度信息。而在現代DSO中，可將一次觸發(fā)后采集到的所有數據展現在屏幕上，并通過(guò)三維映射灰度圖來(lái)體現時(shí)間，幅度以及波形數據在每一個(gè)幅度上命中次數。例如一次觸發(fā)采樣有14000個(gè)采樣點(diǎn)，DSO屏幕水平方向上有700個(gè)像素點(diǎn)，那么在傳統的DSO中只需要在14000個(gè)采樣點(diǎn)中，每隔200個(gè)樣點(diǎn)抽取1個(gè)，共抽取700個(gè)像素點(diǎn)來(lái)表現波形的整體概貌。而進(jìn)行波形三維映射時(shí)，這200個(gè)樣點(diǎn)將全部壓縮在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，并根據不同的幅度值映射到三維數據庫中。

 

圖1 三維波形數據庫

 

如圖1所示，三維波形數據庫可以看作是一個(gè)m×k的二維矩陣，m表示DSO屏幕的垂直分辨率（幅度），k表示DSO的水平分辨率（時(shí)間），而矩陣中元素amk表示幅度命中次數，如圖2所示。

 

圖2 三維數據庫矩陣

 

為了將三維波形數據庫中的信息轉換為方便用戶(hù)觀(guān)察的顯示畫(huà)面，需要將幅度命中次數轉換為波形灰度或顏色等級，所以波形三維映射模型實(shí)質(zhì)上是一種三維波形成像技術(shù)。它直接將每次采集到得數據映射到三維數據庫（灰度圖），然后將灰度圖以人眼可以接受的速率傳送到屏幕上顯示。

 

圖3左側是8次采樣并疊加后的三維波形數據庫實(shí)例，右側是轉換后的波形顯示。從中可以看出，每一列元素的和等于采樣次數8，每個(gè)元素的值大小代表了該采樣點(diǎn)在8次采樣中的命中次數。在通過(guò)表 1的顏色查找表將命中次數值與顏色對應起來(lái)時(shí)，命中次數信息就轉換成了顏色信息。

 

表1 顏色查找表

 

圖3 三維波形數據庫

 

通過(guò)上面的原理介紹，我們就可以知道，示波器中每一屏的波形其實(shí)是由若干幀采樣波形疊加而成的。在正常顯示模式下，示波器用灰度大小表示波形出現的概率，波形出現的概率越大，波形的顏色就越亮，波形出現的概率越小，波形的顏色就越暗，如下圖4所示：

 

圖4 波形灰度圖

 

除此之外，為了方便用戶(hù)更清除的觀(guān)察波形出現的概率大小，ZDS系列示波器還配備了色溫顯示功能。在色溫顯示模式下，通過(guò)波形的色溫的冷暖來(lái)反映波形出現的概率的大小，出現頻率低的波形用冷色顯示，出現頻率高的波形用暖色顯示，如下圖5所示：

 

圖5 波形色溫圖

 

 

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