示波器的时间和幅度有什么关系？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-07-04 00:07 标签： 示波器的幅度怎么算

   当示波器正确捕获波形后，示波器可以对波形参数进行自动测量。这些波形参数主要包括下面几个类别：

      2）时间参数：上升时间/下降时间，周期/频率，脉冲宽度，占空比，时间差，建立时间/保持时间等。

    下面介绍典型的电压参数和时间参数测量，关于抖动和眼图的测量请参考后面的文章“抖动测量和分析”，“眼图测量和分析”等。

    电压参数和时间参数测量，都需要参考点，这是测量的关键点之一。在示波器里，一般称为：Vtop和Vbase。Vtop和Vbase的测量计算是：采用幅度统计方法。示波器的工作过程是：先对整个屏幕进行幅度统计分析，可以得出最大电压的位置和最小电压的位置，然后对最大最小幅度的上面40%部分进行统计分析，得到的平均值，此为Vtop值；对最大最小幅度的下面40%部分进行统计分析，得到的平均值，此为Vbase值。不用统计分析中间的20%部分，防止被测波形是 3态信号，而得出错误的结论。如图8所示。


6.2 电压和时间参数的测量

    一旦测试出Vtop和Vbase，基于我们设置的测量门限（示波器的测量门限默认是10%、50%、90%，可以选择其他门限或自定义门限），示波器可以对电压和时间参数进行自动测量。

    示波器可测试的电压参数很多，比较重要的有：最大值、最小值、峰峰值（定义为最大值减去最小值）、幅度值（定义为Vtop减去Vbase），有效值，过冲等。

    过冲定义为下图右上角公式，指的是高出Vtop或低于Vbase的部分与幅度的比值，取百分比。

     示波器可测试的时间参数很多，比较重要的有：上升时间/下降时间，周期，脉冲宽度（正脉冲宽度/负脉冲宽度）等等。最近示波器又增加了针对Burst信号的测量，包括：Burst 宽度，Burst 周期，Burst 时间间隔。Burst宽度测量相对复杂，定义如图12所示，需要设置高低门限，然后测量Burst宽度。

图11  上升时间/下降时间的测量

    频率的测量是基于周期的测量，然后做倒数运算而来。占空比的测量也是基于脉宽和周期的测量，然后运算而来（公式如下图右上角）。

图13  周期/频率/脉宽/占空比的测量

    多通道的多个信号关系的测量也是关键的时间参数测量，包括：时间差（2个通道边沿的时间偏差，可以是上升沿或下降沿），相位（时间差与周期之比，乘以360°），建立时间和保持时间（相对于时钟的上升沿或下降沿，数据信号的建立时间或保持时间）等。

    这些参数测量前需要进行通道时间偏差校准，即把两个通道连接到同一个信号，手动做时间偏差校准（即Deskew）。

图14  时间差/相位，建立时间和保持时间的测量

    示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围，使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路，如下图：

     其二：探头是整个示波器测量系统的一部分，会直接影响仪器的信号保真度和测试结果。

    当探头探测到被测电路后，探头成为了被测电路的一部分。探头的负载效应包括下面3部分：

图16  示波器探头的负载效应

    阻性负载相当于在被测电路上并联了一个电阻，对被测信号有分压的作用，影响被测信号的幅度和直流偏置。有时，加上探头时，有故障的电路可能变得正常了。一般推荐探头的电阻R>10倍被测源电阻，以维持小于10%的幅度误差。

图17 示波器探头的阻性负载效应

    容性负载相当于在被测电路上并联了一个电容，对被测信号有滤波的作用，影响被测信号的上升下降时间，影响传输延迟，影响传输互连通道的带宽。有时，加上探头时，有故障的电路变得正常了，这个电容效应起到了关键的作用。一般推荐使用电容负载尽量小的探头，以减小对被测信号边沿的影响。

图18  示波器探头的容性负载效应

    感性负载来源于探头地线的电感效应，这地线电感会与容性负载和阻性负载形成谐振，从而使显示的信号上出现振铃。如果显示的信号上出现明显的振铃，需要检查确认是被测信号的真实特征还是由于接地线引起的振铃，检查确认的方法是使用尽量短的接地线。一般推荐使用尽量短的地线，一般地线电感=1nH/mm。

图19  示波器探头的感性负载效应

    示波器探头大的方面可以分为：无源探头和有源探头两大类。无源有源顾名思义就是需不需要给探头供电。

    低阻电阻分压探头具备较低的电容负载（1.5GHz），较低的价格，但是电阻负载非常大，一般只有500ohm或1Kohm，所以只适合测试低源阻抗的电路，或只关注时间参数测试的电路。

图20 低阻电阻分压探头结构原理

    带补偿的高阻无源探头是最常用的无源探头，一般示波器标配的探头都是此类探头。带补偿的高阻无源探头具备较高的输入电阻（一般1Mohm以上），可调的补偿电容，以匹配示波器的输入，具备较高的动态范围，可以测试较大幅度的信号（几十幅以上），价格也较低。但是不知之处是输入电容过大（一般10pf以上），带宽较低（一般500MHz以内）。

图21  带补偿的高阻无源探头结构原理

    带补偿的高阻无源探头有一个补偿电容，当接上示波器时，一般需要调整电容值（需要使用探头自带的小螺丝刀来调整，调整时把探头连接到示波器补偿输出测试位置），以与示波器输入电容匹配，以消除低频或高频增益。下图的左边是存在高频或低频增益，调整后的补偿信号显示波形如下图的右边所示。

图22 带补偿的高阻无源探头补偿校准原理和方法

    高压探头是带补偿的无源探头的基础上，增大输入电阻，使得衰减加大（如：100:1或1000:1等)。因为需要使用耐高压的元器件，所以高压探头一般物理尺寸较大。

    单端有源探头结构图如下，使用放大器实现阻抗变换的目的。单端有源探头的输入阻抗较高（一般达100Kohm以上），而输入电容较小（一般小于1pf)，通过探头放大器后连接到示波器，示波器必须使用50ohm输入阻抗。有源探头带宽宽（现在可达30GHz），而负载小，但是价格相对较高（一般每根探头达到同样带宽示波器价格的10%左右)，动态范围较小（这个需要注意，因为超过探头动态范围的信号，不能正确测试。一般动态范围5V左右），比较脆弱，使用需小心。

图23  单端有源探头结构原理

    差分探头结构图如下，使用差分放大器实现阻抗变换的目的。差分探头的输入阻抗较高（一般达50Kohm以上），而输入电容较小（一般小于1pf)，通过差分探头放大器后连接到示波器，示波器必须使用50ohm 输入阻抗。差分探头带宽非常宽（现在可达30GHz），负载非常小，具有较高共模抑制比，但是价格相对较高（一般每根探头达到同样带宽示波器价格的10% 左右)，动态范围也较小（这个需要注意，因为超过探头动态范围的信号，不能正确测试。一般动态范围3V左右），比较脆弱，使用需小心。

    差分探头适合测试高速差分信号（测试时不用接地），适合放大器测试，电源测试，适合虚地测试等应用。

    电流探头也是有源探头，利用霍尔传感器和感应线圈实现直流和交流电流的测量。电流探头把电流信号转换成电压信号，示波器采集电压信号，再显示成电流信号。电流探头可以测试几十毫安到几百安培的电流，使用时需要引出电流线（电流探头是把导线夹在中间进行测试的，不会影响被测电路）。

    当电流钳闭合，把一通有电流的导体围在中心时，响应地会出现一个磁场。这些磁场使霍尔传感器内的电子发生偏转，在霍尔传感器的输出产生一个电动势。电流探头根据这个电动势产生一个反向（补偿）电流送至电流探头的线圈，使电流钳中的磁场为零，以防止饱和。电流探头根据反向电流测得实际的电流值。用这个方法，能够非常线性的测量大电流，包括交直流混合的电流。

   采样示波器也是非常常用的电子仪器，有四大功能：

    采样示波器由两部分组成，主机和插拔模块。主机包括ADC转换器，数据存储器，触发器和顺序延时产生器。ADC转换器的指标通常是转换位数14bits，转换速率20KSa/s。这么低的转换速率为何能够测量高速的光或电信号（比如10Gbps的数字信号)？

    采样头把高速信号变成短时间的直流信号，通过中频放大后，让主机的ADC进行数字化。而每个短时间的直流信号数据组合在一起，就变成了能够显示在屏幕上的波形，波形的时间信息通过数学运算显示为真实信号的时间信息。所以采样示波器只能够测试重复或半重复的信号（象LVDS就属于半重复的信号，按参考时钟或内嵌时钟重复，示波器屏幕上观察到的是眼图。如果LVDS码型重复的话，也可以观察到每个位波形，这时候需要使用PatternLock触发或帧头触发）。

    采样示波器的关键器件是采样头。也因为这样的结构，使得采样示波器的带宽可以做得非常高，比如模拟带宽高达90GHz以上，而且测试精度较高（因为ADC的位数达到14bits，频谱分析仪才有这样的采样性能）。影响精度的另一个关键部件是顺序延时产生器，它的延时精度直接影响波形时间精度。

[1]孙灯亮 编著. 数字示波器原理和应用[M].上海：上海交通大学出版社.[2012].

上周中国顶级电影后期调色团队-北京天工异彩调色师蔡耀辉为大家揭秘解答关于“调色”的概念、实操问题。

今天为大家整理出电影调色干货笔记，来看看中国顶级后期制作团队的调色秘籍——调光软件的原理和技巧，从分析调色的方法逻辑，分享风格化调光的经验与理解开始，培养大家在影片调光过程中的艺术创造力与审美。

一、几种示波器的用法和技巧

先说waveform、分量示波器，其实他们是一个东西，他们的横坐标就是当前画面显示窗口的横坐标。一个高清的画面是，那么横坐标就是1920的部分，纵坐标，就是画面的RGB分布情况。比如下图，waveform示波器中间的位置B的值是比较突出的，其次是G，最次是R，所以整个画面中心部分的中间调是青色稍稍往蓝色的方向上偏的，然后暗部的部分（示波器上显示白，相当于这个画面比较黑，没有偏色）。

Waveform示波器的横坐标、纵坐标，和分量示波器一样，都是对应画面的RGB的分布情况。

示波器比较泛白的部分，说明画面的细节在这里面比较“扎堆”，比较稀薄的部分就是画面像素在这部分分布比较稀薄。

矢量示波器如下图所示，比较简单直观，中心点相当于画面饱和为零，越往外颜色越艳。上面顺时针分布红品蓝青绿黄。当然除了画面的鲜艳程度，画面越往外倾，说明那个颜色越艳丽。我们可以借助这个矢量示波器判断画面的偏色，比方说，下图，橙色、青色的部分，说明画面中橙色和青色的部分比较多。

hisgram横坐标是0-100，0代表像素值为0，如果是255制的，那么100相当于255，如果是1023制，那么100对应的是1023。

上图这个示波器，某一亮度等级、色阶等级，比方说20，画面整个红色的信息比较多，在10的位置上绿色、蓝色的信息比较多，叠加起来也就是青色的画面会多。整个分析下来，整个画面的暗部地方青色的感觉多一点，亮部地方也是发冷色的，大部分红色都集中的中间，可能是人物的脸、肤色、衣服等等。

示波器对于调色师来讲，是一个辅助性的工具，因为颜色还是以感受为主的东西，判断这个画面，示波器上告知的东西和你自己感知的东西，还是要按照自己感知的来判断，不需要完全依赖示波器来科学评判。

实际例子我们看下图，在640-780之间我们可以看到在这个位置上，有很多的东西在这里面，然后看头盔旁比较白的部分，属于画面比较亮的部分，对应示波器上，是很粗的一部分，那就是说明那里面有东西。

而下面这图照片，我通过对示波器的判断，知道画面的背景是有东西的（我可以调出来），我只需要640-780之间，把这部分拉开， 把画面的细节在明暗关系中铺开，整个画面的背景细节就出来了。

示波器告诉我这个画面的极限是可以做到这样的地步，但是在实际中是不可能把反差拉成这样的。举这样一个例子，是想说明示波器是你对画面的判断，指导你的操作的。

二、当肤色与服装或背景颜色相近的时候（特别是运动镜头），怎样单独调整肤色而不影响其它部分？

肤色跟服装或者背景颜色相近，针对这种情况分两种吧。

第一种：当前的这个画面有人物，如果动作的幅度不是很大，这个肤色跟衣服或者说跟背景非常接近，我个人比较高效率的处理方式可能就说是对人的脸单独去画一个圆形的遮罩，单独对人脸提亮，然后再对眼睛画一个比较细的圆形遮罩吧，把眼神光提亮，把人脸的层次拉出来相当于是整个人脸的部分是整个画面层次里面比较分明的一个地方。然后再画一个圆形遮罩去加到他的衣服上，然后压暗，但会保留一点点他的纹理，然后可能在压暗的基础上，把反差再拉一点点，就显得不会压的那么刻意，尽可能的保留它的质地。

然后把整个人跟衣服再画一个大的遮罩，把它周围的环境再压暗，相当于是把整个画面的层次从人再拉出来，重点再回到人的脸，在人脸上再次把这个层次做分明，相当于是突出重点嘛。如果人物运动很大，可能要舍弃一些东西，比如人脸在画面靠上，就在最上方做一个长条形遮罩单独提亮，再做一个反转遮罩把上下方压暗。在实际工作中不可能在这样的镜头上花大量的时间来做。具体舍弃到什么度，还是看你手上的素材情况。

比如《记忆大师》第一场戏是属于回忆的戏份，讲一个小女孩在家里发生了凶杀案的情节。之前拍摄的素材画面环境相对亮一些，但后期我们在调色后，基本上整个环境都压得比较暗了。人物的衣服也整体压暗处理，但是最亮的部分是留在了人物的脸上，表现其眼神等等，这场戏份调色的重点放在了环境气氛的突出上。

以《记忆大师》这场戏为例，拍摄时该场戏的镜头主要问题是人物的肤色处理，以及与视效团队沟通，获得转移仪器的黑白通道，可以局部对添加的仪器进行颜色处理。在调光的时候做减法，突出科幻感，把不必要的颜色都剔除掉。

三、风格化Lut在调色的哪个步骤加入？如果是自己调色前加入，做白平衡矫正后会不会减弱风格化的程度？

当前已知的色彩还原方式大概有三种，一种是基于acss色彩还原，还有一个是不同di软件自己的基于一种数学算法的色彩还原，还有一种就是LUT的色彩还原，LUT这种是比较老的也是沿袭至今的色彩还原的手段之一。当然还有一种，我知道但没有实际看到转换实例的，叫ctl，全称是color transform language。

比如我在达芬奇上去拿标准色彩还原的LUT去做色彩还原。其实我也可以拿一些风格化的LUT去色彩转换，不是还原，是转换，但是也属于对画面整体的一个调整，也算是一级调色的手段之一。

应该没有什么所谓的切入点，你也可以就直接以一个风格化的Lut挂载上之后去作为第一步调整，相当于是一个整体影像风格的确立，在这个风格确立之后，你可以再对反差做些修正，再给偏色做一些修正，然后再去二级对细节做一些调整。甚至还有一种使用技巧比方说我第一个节点是色彩还原，第二个节点是修正反差加偏色，对影像风格确立，在后面陆续的节点上再做细节调整，细节调整之后可能再对画面做整体的一些修正，然后我可能会在最后一个节点上去挂载一个风格化LUT，但这个风格化的LUT我可能会把施加的程度减到百分之二十百分之三十，这个可能也是使用上的一个方式，或者说是调色师自己个人的一种使用习惯，就是LUT其实只是一个工具。 风格化切入时间，其实没有严格意义上的限定，这个更多还是看调色师本身对他自己所熟悉的一种工具的感觉程度。

本站是提供个人知识管理的网络存储空间，所有内容均由用户发布，不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息，谨防诈骗。如发现有害或侵权内容，请点击。

我要回帖

更多关于 示波器的幅度怎么算 的文章

 

随机推荐