平均模式是示波器采集系統(tǒng)中基本降噪的信號(hào)處理技術(shù)之一。通過(guò)使用兩次或兩次以上采集的數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)采用逐點(diǎn)平均的方法，形成輸出波形。平均模式改善了信噪比，降低了與觸發(fā)無(wú)關(guān)的噪聲，提高了垂直分辨率，可以更簡(jiǎn)便地觀察重復(fù)信號(hào)。

計(jì)算平均波形的傳統(tǒng)方法是先簡(jiǎn)單地加總所有采集中的對(duì)應(yīng)樣點(diǎn)，然后除以采集次數(shù)。但是，這種方法要一直等到采集了所需的全部N 個(gè)波形之后，才能顯示平均值。耽誤的時(shí)間對(duì)大部分用戶(hù)是不可接受的，采集數(shù)據(jù)量會(huì)迅速超出示波器的內(nèi)存容量。

AN = (1 / N) * (x0 + x1 + x2 + … + xn-1)

其中：AN 是平均模式的采集的點(diǎn)

N 表示請(qǐng)求的平均總數(shù)

xn 是n 次采集的點(diǎn)

n 表示采集次數(shù)

當(dāng)然可以修改傳統(tǒng)的平均算法，每次在采集另一個(gè)波形時(shí)立即顯示結(jié)果，解決顯示平均后的波形所延誤時(shí)間的問(wèn)題。但是，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題依舊沒(méi)有得到解決。穩(wěn)定的平均算法為：

an = (1 / n) * (x0 + x1 + x2 + … + xn-1)

其中：an 是當(dāng)前平均采集的點(diǎn)

xn 是新采集n 個(gè)的點(diǎn)

n 表示采集次數(shù)

注意，為了得到具體N 次采集的加總平均值，只需把示波器置入Single Sequence ( 單次序列) 模式。在這種模式下，在n 到達(dá)N 時(shí)，采集會(huì)停止，平均的波形中包含著具體N 個(gè)采集的波形。

泰克示波器采用指數(shù)平均算法，可以在每次采集后立即更新和顯示波形，這大大降低了要求的存儲(chǔ)容量。指數(shù)平均模式采用下面的公式，從新采集xn 和之前平均波形an-1 中得到新的平均的波形an：

an = an-1 + (1/p)*(xn - an-1) = an-1 * ((p - 1) / p) + (xn / p)

其中：n 表示采集次數(shù)

N 表示請(qǐng)求的平均總數(shù)

an 是平均的采集中新的點(diǎn)

an-1 是過(guò)去平均的采集中的點(diǎn)

xn 是新采集的點(diǎn)

p 是平均因數(shù)

如果(n

這兩種算法都可以立即顯示波形中一致的趨勢(shì)效應(yīng)。您可以在低速信號(hào)中看到這一點(diǎn)。如果信號(hào)是穩(wěn)定的，那么您會(huì)看到前N 次采集中噪聲連續(xù)下降。在N 次采集后，信號(hào)仍將變化，但整體降噪或垂直分辨率不再有改觀。平均功能提高了信號(hào)的垂直分辨率，對(duì)于周期穩(wěn)定的波形非常有效。對(duì)于周期及幅值都變化的波形如何提高測(cè)試精度呢？請(qǐng)看下面的方法。

圖4. 平均模式在多次采集中計(jì)算每個(gè)記錄點(diǎn)的平均值

②高分辨率模式

HiRes 模式是泰克已獲專(zhuān)利的采集方式，它計(jì)算并顯示每個(gè)采樣間隔中所有順序樣點(diǎn)值的平均值。這種模式提供了一種方法，用過(guò)采樣獲得與波形有關(guān)的進(jìn)一步信息。在HiRes 模式下，通過(guò)獲得進(jìn)一步水平采樣信息，可以提供更高的垂直分辨率，降低帶寬和噪聲。HiRes 處理在定制硬件中完成，以最大限度地提高速度。HiRes 模式較平均模式的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，是即使單次采集也可以使用HiRes 模式。

圖5. HiRes采集模式計(jì)算每個(gè)采集間隔中

所有樣點(diǎn)的平均值