圖5：A/B=2（左）、A/B=1/2（右）

通常，工程師們利用利薩如圖形來測量信號間的頻率比與相位差。但是，工程師們的想象力和創(chuàng)造力是無限的，他們在X-Y模式下解鎖了更多的利薩如圖形趣味玩法！

“被玩壞的”X-Y模式

例如，我們想要在示波器屏幕上顯示一個(gè)笑臉

圖7：預(yù)設(shè)的笑臉圖

1、邊緣檢測

運(yùn)用OPENCV通過CANNY算子將圖像進(jìn)行二值化處理，即可得到一個(gè)亮度階躍性較強(qiáng)的圖形，此時(shí)進(jìn)行邊緣檢測，通過階躍卷積得到圖像中的邊緣信息。若圖像中有多個(gè)邊緣，那么會將所有的邊緣依次排序放入波表中。

2、矢量分解

將波表導(dǎo)入信號源，輸出X、Y兩個(gè)通道的同步信號，分別接入示波器兩路通道，開啟X-Y模式，得到圖形。

本次我們使用RIGOL最新發(fā)布的DS70000系列數(shù)字示波器進(jìn)行演示：

圖8：DS70000屏幕顯示（采用8bit分辨率、數(shù)字余輝功能關(guān)閉）

如圖所示，屏幕上出現(xiàn)了一個(gè)笑臉。但是這個(gè)笑臉模糊不清、忽明忽暗，需要用示波器的一些功能對其加以調(diào)試。

3、高分辨率

數(shù)字示波器的垂直分辨率是衡量示波器將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的精細(xì)程度的重要指標(biāo)。

示波器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號時(shí)，要將其量化，量化的精細(xì)程度則取決于垂直分辨率。當(dāng)垂直分辨率高時(shí)，例如16bit，電壓V可以被量化成V/2^16 段，此時(shí)模擬信號的電壓進(jìn)行數(shù)字化后，得到值也就更精確。而8bit分辨率時(shí)電壓只能被量化成V/2^8段。顯然，模擬信號轉(zhuǎn)換成的近似值誤差會更大。如同平時(shí)用的測量工具，1mm為單位的小尺測量物體必然沒有50um為單位的游標(biāo)卡尺測量的準(zhǔn)確。

那么，由于被測的模擬信號是連續(xù)的，精度高的示波器計(jì)算信號上相鄰兩點(diǎn)的數(shù)值差也會越小，因此點(diǎn)組成的線顯示在示波器上也就會更絲滑。DS70000系列數(shù)字示波器基于RIGOL新一代UltraVision III平臺，提供最高達(dá)16bit的垂直分辨率。

圖9：DS70000屏幕顯示（采用16bit分辨率、數(shù)字余輝功能關(guān)閉）

當(dāng)分辨率較低時(shí)（圖8），由于量化噪聲及高頻噪聲的引入，圖形在屏幕上呈現(xiàn)模糊的量化狀態(tài)；而如圖9所示，在選擇16bit分辨率時(shí)，圖像線條的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)更完美。

4、數(shù)字余輝

余輝一詞來自于早期的模擬示波器，它指的由于CRT上熒光材料被激發(fā)后發(fā)光，但是其能量下降是需要時(shí)間的，因此當(dāng)電子束移開當(dāng)前位置后，該位置上的熒光材料不會直接停止發(fā)光，而是逐漸變暗，導(dǎo)致了波形在屏幕上會停留一段時(shí)間，然后再逐漸消失。而現(xiàn)代的數(shù)字示波器通過提升波形捕獲率和波形的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模仿出類似模擬示波器的多級輝度顯示效果，即數(shù)字余輝技術(shù)。

圖10：DS70000屏幕顯示（采用16bit分辨率、數(shù)字余輝功能開啟）

最終，一個(gè)完整、穩(wěn)定的笑臉就出現(xiàn)啦！