เครื่องมือและการวัด

Peak Detect ช่วยเห็นยอดที่การลดจุดอาจทิ้งและไม่ได้เก็บอะไรไว้บ้าง

เข้าใจการเก็บค่าสูงสุดต่ำสุดในช่วงย่อย เปรียบเทียบกับ Sample และการเฉลี่ย พร้อมตัวอย่างที่แยกการพบยอดออกจากการรู้เวลาของยอด

ข้อมูลภายในช่วงอาจมากกว่าจุดที่บันทึก

เมื่อแสดงช่วงเวลายาว เครื่องอาจต้องลดข้อมูลที่ได้จากการแปลงภายในให้เหลือจุดบันทึกตามความจุหรือความเร็วการแสดง โหมด Sample ในบางการออกแบบเลือกจุดแทนช่วง ขณะที่ Peak Detect เก็บค่าสูงสุดและต่ำสุดของช่วงตามกติกาเครื่อง จึงช่วยให้ยอดสั้นที่อยู่ระหว่างจุดแทนไม่หายไปโดยง่าย ต้องอ่านนิยามช่วงและการจัดเก็บของรุ่น เพราะไม่ใช่ทุกเครื่องจับคู่ค่าปลายสุดในแบบเดียวกัน

ประโยชน์หลักคือการค้นว่ามีค่าปลายสุดเกิดในบริเวณเวลาหนึ่ง ไม่ได้เท่ากับเก็บลำดับละเอียดทั้งหมดภายในบริเวณนั้น การพบยอดจึงอาจเป็นจุดเริ่มให้ซูมหรือเก็บใหม่ด้วยอัตราและความจุที่เหมาะ หากต้องการรูปพัลส์ ความกว้าง หรือระยะระหว่างหลายยอด การสรุปจากค่าสูงสุดต่ำสุดเพียงคู่เดียวไม่พอ

ภาพอธิบาย 1ปลายสุดรักษาขนาดแต่ไม่รักษาลำดับทั้งหมด
  1. ข้อมูลภายใน

    ตัวแปลงอาจมีหลายจุดในช่วงที่ลดเหลือจุดแทน

  2. เลือกปลายสุด

    เก็บต่ำสุดสูงสุดตามกติกาเครื่อง

  3. สิ่งที่เหลือ

    รู้ว่ามีค่าถึงระดับหนึ่งในช่วงนั้น

  4. สิ่งที่ไม่รู้

    คู่ปลายสุดไม่บอกจำนวนยอด ตำแหน่งละเอียด หรือความกว้างทั้งหมด

Peak Detect ใช้ค้นบริเวณที่มียอด แล้วต้องเก็บละเอียดเพิ่มหากต้องการเวลา

ตัวอย่างสมมติของข้อมูลสิบจุด

สมมติหนึ่งช่วงย่อยยาวประมาณ 10 µs มีตัวอย่างสิบค่า 1, 1, 1, 3, 1, 1, 1, 1, 1, 1 V โดยค่าที่ 3 V เป็นยอดที่เกิดสั้น หากโหมดเลือกจุดแรกแทนช่วงจะได้ 1 V และพลาดยอดในจุดที่สี่ แม้ตัวแปลงภายในเคยเก็บ 3 V ไว้แล้ว ปัญหานี้เกิดในขั้นลดข้อมูล ไม่จำเป็นต้องเกิดจากตัวแปลงช้าเกินไป

ถ้าใช้ค่าเฉลี่ยของสิบจุด จะได้ (9×1 + 3)/10 = 1.2 V ซึ่งยังไม่แทนยอด 3 V ส่วนการเก็บต่ำสุดสูงสุดให้ 1 V และ 3 V จึงรักษาหลักฐานว่ามีค่าถึง 3 V ในช่วงนั้นได้ ภาพสามแบบตอบคนละคำถาม ไม่ควรใช้ค่าเฉลี่ย 1.2 V ตัดสินว่า Peak Detect ที่แสดง 3 V อ่านเกินจริงโดยยังไม่ดูนิยามการเก็บ

แต่จากเพียงคู่ 1 และ 3 V ไม่รู้ว่ายอดเกิดที่จุดที่สี่ จุดที่เก้า หรือหลายจุด และไม่รู้ว่ามีรูปคลื่นระหว่างจุดอย่างไร หากยอดสองครั้งอยู่ในช่วงเดียวกันและสูงเท่ากัน คู่ปลายสุดก็อาจเหมือนยอดครั้งเดียว การนับจำนวนยอดหรือวัดความกว้างจากเส้นที่โปรแกรมวาดระหว่างค่าปลายสุดจึงไม่มีข้อมูลเพียงพอ

ช่วงย่อยกับความกว้างต่ำสุดที่จับได้

ความสามารถจับยอดยังถูกจำกัดด้วยแบนด์วิดท์และอัตราตัวอย่างภายใน หากพัลส์สั้นจนไม่ถูกส่งผ่านหรือไม่เคยตกบนตัวอย่างใด Peak Detect ไม่สามารถสร้างยอดกลับจากความว่างได้ คำว่าเก็บสูงสุดต่ำสุดจึงหมายถึงสูงสุดต่ำสุดของข้อมูลที่ระบบมีภายใต้เงื่อนไข ไม่ใช่รับรองยอดอนาล็อกทุกช่วงเวลาที่เกิดจริง

สเปกพัลส์ต่ำสุดที่จับได้อาจกำกับด้วยขนาด ย่าน ฐานเวลา หรือโหมดอื่น ต้องใช้เงื่อนไขเต็มและทดสอบกับรูปใกล้เป้าหมาย หากหน้าจอแสดงช่วงยาวแต่ยังจับยอดสั้นได้ ไม่ได้แปลว่าทุกจุดในไฟล์มีความละเอียดเท่าความกว้างยอดนั้น การตรวจพบขนาดกับการระบุตำแหน่งเวลาเป็นสมรรถนะคนละด้าน

ภาพอธิบาย 2สิบจุดที่มียอด3 Vหนึ่งจุด
  1. เลือกจุดแรก

    Sampleตามแบบจำลองได้1 Vและพลาดยอด

  2. เฉลี่ยสิบจุด

    (9×1+3)/10=1.2 V

  3. เก็บปลายสุด

    ได้ต่ำสุด1 Vและสูงสุด3 V

  4. จำกัดคำอธิบาย

    รู้ว่ามียอด แต่คู่1/3 Vไม่บอกว่ายอดอยู่จุดใดหรือกี่ครั้ง

ตัวอย่างสมมติอีกเก้าจุดเป็น1 V

ใช้ Peak Detect เป็นขั้นค้นหา

  1. ตั้งภาพรวมที่ครอบคลุมช่วงสนใจและตรวจว่าไม่คลิป
  2. อ่านนิยาม Peak Detect และข้อจำกัดพัลส์ของรุ่นในค่าตั้งที่ใช้
  3. เปรียบเทียบกับ Sample บนลำดับฝึกเดียวกันเพื่อดูว่ามียอดที่ถูกจุดแทนทิ้งหรือไม่
  4. เมื่อพบช่วงต้องสงสัย ให้เก็บข้อมูลละเอียดรอบช่วงนั้นเพื่อวัดรูปและเวลา
  5. เก็บทั้งผลค้นหาและผลยืนยัน โดยระบุว่าแต่ละชุดเก็บข้อมูลคนละแบบ

การเลือกทริกเกอร์ควรสอดคล้องกับเหตุการณ์ที่ต้องการยืนยัน ไม่ใช่เพียงตั้งให้ภาพ Peak Detect อยู่กับที่ หากยอดที่พบไม่ได้เป็นต้นทางทริกเกอร์ อาจต้องใช้เงื่อนไขที่ตรวจยอดนั้นโดยตรงและมีช่วงก่อนหลังพอ ทั้งนี้การเปลี่ยนทริกเกอร์ไม่ได้เพิ่มความสามารถส่งผ่านพัลส์ของทางรับ จึงต้องตรวจสองด้านแยกกัน

หากเหตุการณ์ทำซ้ำไม่ได้และมีเฉพาะค่าปลายสุดในไฟล์ ให้รายงานขอบความรู้ตามจริง เช่น ในช่วงนี้มีค่าที่เก็บได้สูงถึง 3 V แต่ไม่ทราบความกว้างจากข้อมูลที่ส่งออก การยอมรับข้อจำกัดนี้มีประโยชน์ต่อการตัดสินขั้นต่อไปมากกว่าการเติมเส้นแล้ววัดพัลส์ที่สร้างขึ้นเองจากรูปแสดง

ข้อผิดพลาดจากเสียงรบกวนและเส้นเชื่อม

Peak Detect เก็บปลายสุดของเสียงรบกวนด้วย ภาพจึงอาจดูหนาหรือมีแถบสูงต่ำมากกว่า Sample โดยไม่ได้แปลว่าระดับเฉลี่ยเปลี่ยน ต้องตรวจพิกัดช่วงรับและการจัดสาย หากต้องการศึกษาระดับคงตัวอาจใช้วิธีอื่นที่ตรงโจทย์ แต่ไม่ควรเลือกโหมดเฉลี่ยเพียงเพื่อทำให้ยอดที่ยังไม่ได้อธิบายหายไป

เมื่อโปรแกรมวาดเส้นจากค่าต่ำสุดไปสูงสุด เส้นแนวตั้งที่เห็นไม่ได้บอกว่าคลื่นจริงวิ่งผ่านทุกระดับในลำดับเดียวกับเส้นนั้น ณ เวลาที่วาด ต้องตรวจรูปแบบไฟล์ว่าจัดค่าปลายสุดอย่างไร ไม่ตีความจุดสลับต่ำสูงเป็นการสั่นความถี่สูงจริงโดยอัตโนมัติ โดยเฉพาะเมื่อนำไฟล์ไปวิเคราะห์ความถี่ในโปรแกรมที่คิดว่าทุกแถวเป็นตัวอย่างตามเวลาปกติ

การเปลี่ยนขนาดช่วงย่อยอาจทำให้ตำแหน่งและรูปลักษณ์ยอดเปลี่ยนบนภาพโดยเหตุการณ์เดิมไม่เปลี่ยน การเปรียบเทียบกราฟต้องเก็บฐานเวลาและโหมดเดียวกัน หรืออธิบายผลของการจัดกลุ่ม การซูมภาพ Peak Detect จึงควรอ่านพร้อมข้อมูลช่วงที่แต่ละคู่แทน ไม่ใช้ความกว้างเส้นบนจอเป็นความกว้างพัลส์ต้นทาง

ตรวจด้วยยอดที่ทราบตำแหน่ง

ใช้แหล่งฝึกแรงดันต่ำสร้างยอดสั้นในช่วงพื้นฐานคงที่และตรวจด้วยการรับละเอียดที่เหมาะ เลื่อนเวลายอดภายในหน้าต่างการลดข้อมูลแล้วเปรียบเทียบ Sample กับ Peak Detect หาก Sample บางตำแหน่งพลาดแต่ Peak Detect รักษาค่าสูงไว้ จะสนับสนุนหลักการเลือกปลายสุด ทั้งนี้ต้องตรวจว่าระยะยอดอยู่ในความสามารถจริง ไม่ยึดแบบจำลองสิบจุดแทนเครื่อง

รายงานควรแยกค่าปลายสุด ช่วงเวลาที่เป็นไปได้ และข้อมูลที่ยังไม่มี เช่น ยอดอย่างน้อยหนึ่งครั้งในช่วงย่อย แต่ยังนับจำนวนหรือระยะไม่ได้ ภาพประกอบจึงควรแสดงรายการจุดและผลสรุปสามวิธีให้เห็นตรง ๆ ไม่วาดรูปพัลส์ละเอียดจากคู่ต่ำสูงเพียงคู่เดียว ซึ่งจะทำให้ผู้ตรวจเข้าใจว่าได้ข้อมูลมากกว่าที่เก็บ

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. What acquisition modes are available on most Tektronix oscilloscopes? · Tektronix
  2. Oscilloscope Systems and Controls: Functions & Triggering Explained · Tektronix

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า