示波器使用時,，環(huán)境中電磁干擾產(chǎn)生的噪聲不可避免會影響到波形采集效果,，傳統(tǒng)示波器只有20M帶寬限制，缺乏靈活性,，是德HD3系列集成了硬件FIR濾波器,，可以更好解決噪聲干擾問題。
實際測試環(huán)境中,，會有這樣那樣的電磁干擾,，這些會通過探頭或者其他什么途徑進入到示波器中，最后導致我們無法準確測量出自己關心的信號,。這種情況怎么辦呢,，有一個很自然而然的想法，就是濾波,。從頻域上,，把高頻的信號去掉，把有用的信號保留下來,。
傳統(tǒng)示波器都會有一個20M帶寬限制功能,，但很多時候20M濾波器并不能滿足所有場合，因為噪聲頻率并不會根據(jù)示波器里預設的模擬濾波器的截止頻率來產(chǎn)生,。所以我們需要一種更靈活的濾波器,。針對這一場景，我們推出了FIR濾波器功能,，讓示波器有更靈活的噪聲抑制能力,。
FIR濾波器：有限長沖擊響應濾波器,，其本質(zhì)是通過數(shù)字信號處理的方式來實現(xiàn)濾波器的功能。為了讓大家更好理解,，我們簡單對其原理進行分享,。我們先看一個最基本的滑塊濾波器代碼。
這就是一種廣義上的FIR濾波器,。為什么這么說呢,？我們現(xiàn)在來看一下FIR的核心公式：
FIR濾波器實際上就是把ADC采集到的數(shù)據(jù)x(n)與一個長度為M的序列h(k)進行卷積。
我們常用的滑塊濾波其實就是這種形式,，只不過h(k)中所有的數(shù)值都是1/M,，也就是上面代碼中的1/4。這種濾波器與標準FIR濾波器的差別在于h[k]這個序列不同,。而這個h[k]序列,，其實就是目標濾波器的沖擊響應。所以說FIR濾波器與滑塊濾波器沒有本質(zhì)上的區(qū)別,，只是他們的目標濾波器形狀不同而已,。標準FIR濾波器的形狀是接近理想濾波器的。
熟悉傅里葉的同學可以很容易理解,，時域相卷就是頻域相乘,，這個序列h[k]其實就是特定頻域曲線的逆傅里葉變換。不熟悉傅里葉也沒關系,，知道他是一個濾波器的沖激響應就可以了,。
那么FIR在示波器上具體是什么效果呢？
圖1 大噪聲下的信號
圖2 硬件FIR效果展示
圖1為一個耦合了高頻噪聲的正弦波,。圖2為應用硬件FIR濾波器之后的效果,。可以看到,，F(xiàn)IR已經(jīng)將噪聲過濾掉了。而一般示波器的軟件FIR的效果,，如圖3所示,。
圖3 軟件FIR效果展示
可以看到它的效果很差，這是因為軟件濾波器是由CPU進行計算的,，而CPU不能流水線式工作,，只能對數(shù)據(jù)一幀一幀的處理，所以數(shù)據(jù)量不能太大,，會有一個抽點的過程,，導致最終結(jié)果不準確。而最前端的穩(wěn)定時間會出現(xiàn)在每一幀波形里,，無法處理,。而FGPA是流水線作業(yè)的,。穩(wěn)定時間只存在與波形采集的一開始，后面就不會再出現(xiàn)了,。
FIR另一個比較實用的場景是電源紋波測量,。我們知道，由于電磁場的特性,，當我們使用接地夾進行紋波時,，不可避免的會有一部分開關噪聲耦合進入示波器。所以通常的建議是采用接地彈簧進行測量,。但是這很不方便,，而且很多高壓場合也做到不到用彈簧測量。
圖4 探頭感容耦合示意圖
圖5 彈簧接地示意圖
通過我們的FIR功能,，可以有效的過濾到噪聲信號,，甚至不需要用接地彈簧，直接用接地夾進行測量就可以,。如將截止頻率設置為開關頻率的10倍以上,，就可以無損的測量電源紋波信號了。
圖6 被噪聲干擾的電源文波信號
圖7 濾波噪聲后的電源紋波信號
另一常見的情況是這樣的,，波形不是標準的一個波形,，而是有很多諧波分量，這就導致觸發(fā)不穩(wěn)定,，因為一個周期里有多個上升沿,，就造成波形看上去會一直抖。如圖8所示,。
圖8 觸發(fā)不穩(wěn)場景
但是這個信號確實是真實的信號,，又不能過濾掉，怎么能讓他觸發(fā)穩(wěn)定的,？我們可以將FIR的結(jié)果不作為顯示源,，而只作為觸發(fā)源，設置合適的截止頻率將諧波過濾掉,，從而讓觸發(fā)穩(wěn)定,，又不影響波形原來的樣子，如圖9所示,。
圖9 觸發(fā)穩(wěn)定場景
是德HD3系列系列示波器,，具有強大的硬件FIR功能，截止頻率可以靈活配置,，具有實時性,，準確性等特點，同時配備12位垂直分辨率,，讓您可以輕松的從大噪聲環(huán)境下獲取準確的真實信號,，并且具有很好的精度和準確度,。
我們的優(yōu)勢：是德、泰克,、日置,、固緯、艾德克斯,、普源,、同惠、鼎陽,、安柏等,。
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