หน่วยความจำแบ่งช่วงช่วยเก็บเหตุการณ์ห่างกันอย่างไร

พัลส์สั้นที่ห่างกันมากทำให้การบันทึกต่อเนื่องใช้หน่วยความจำไปกับช่วงเงียบ หน่วยความจำแบ่งช่วงช่วยจัดข้อมูลรอบเหตุการณ์เป็นชุดเล็กหลายชุดโดยรักษารายละเอียดในแต่ละชุดได้ แต่ช่องว่างระหว่างชุดไม่ได้ถูกบันทึกเป็นรูปคลื่นครบ บทนี้ใช้ตัวเลขพัลส์แรงดันต่ำสมมติ เพื่อเปรียบเทียบต้นทุนข้อมูลและวิธีอ่านตราเวลาโดยไม่เผลอต่อช่วงให้เป็นสัญญาณต่อเนื่อง

เก็บเฉพาะบริเวณที่ทริกเกอร์เลือก

คำอธิบาย FastFrame ของ Tektronix ระบุการแบ่งหน่วยความจำเป็นช่วงและเก็บเหตุการณ์ที่มีทริกเกอร์ในแต่ละช่วง พร้อมตราเวลา ส่วนบทความของ Keysight อธิบายประโยชน์เมื่อสัญญาณทำงานเป็นช่วงสั้น แนวคิดร่วมคือเลือกพื้นที่เวลาที่มีประโยชน์ แต่จำนวนช่วงสูงสุดและเวลาพร้อมใหม่เป็นคุณสมบัติเฉพาะเครื่องที่ต้องตรวจ ไม่ใช้ตัวเลขสมมติในบทนี้แทนสเปก

แต่ละช่วงควรมีฐานก่อน พัลส์เป้าหมาย และส่วนหลังที่จำเป็นต่อการวิเคราะห์ หากช่วงสั้นจนตัดหางพัลส์ออก การแบ่งได้จำนวนมากก็ไม่ช่วยตอบเรื่องเวลาฟื้นตัว ควรเริ่มจากระเบียนเดี่ยวที่ตรวจได้ครบก่อนคูณจำนวนช่วง มิฉะนั้นจะได้ไฟล์จำนวนมากที่มีข้อบกพร่องเหมือนกันทุกชุด

1. 1
   เลือกเหตุการณ์

   ตั้งทริกเกอร์ให้ตรงสิ่งที่สนใจ

2. 2
   บันทึกช่วง

   มีฐานก่อนและหลังพัลส์เพียงพอ

3. 3
   เก็บตราเวลา

   รักษาเวลาเกิดจริงระหว่างช่วง

4. 4
   พร้อมใหม่

   ตรวจช่วงที่เครื่องยังรับเหตุการณ์ต่อไปไม่ได้

มีข้อมูลละเอียดในช่วงที่เลือก แต่ช่องว่างระหว่างช่วงไม่ได้บันทึกครบ

ตัวอย่างสมมติ: หนึ่งร้อยเหตุการณ์ที่ห่างสิบมิลลิวินาที

สมมติต้องการ 100 ช่วง ช่วงละ 20 µs ที่อัตรา 50 MSa/s ข้อมูลต่อช่วงประมาณ 50,000,000 × 0.000020 = 1,000 จุด รวม 100,000 จุดต่อช่อง และเวลารูปคลื่นที่บันทึกจริงรวม 100 × 20 µs = 2 ms หากเหตุการณ์ห่างกัน 10 ms ระยะจากทริกเกอร์แรกถึงทริกเกอร์ที่ร้อยคือ 99 × 10 ms = 990 ms ไม่ใช่ 1,000 ms เพราะมีช่องห่างเพียง 99 ช่อง

ถ้าแต่ละช่วงเริ่มก่อนทริกเกอร์ 5 µs และจบหลัง 15 µs ช่วงต่อเนื่องที่ครอบคลุมจากต้นช่วงแรกถึงท้ายช่วงสุดท้ายจะยาว 990 ms + 20 µs = 0.990020 s การเก็บต่อเนื่องที่ 50 MSa/s ต้องใช้ประมาณ 49,501,000 จุด เทียบกับแบ่งช่วง 100,000 จุดจะต่างประมาณ 495 เท่า โดยยังไม่รวมข้อมูลกำกับและรูปแบบจัดเก็บ ตัวเลขนี้แสดงการประหยัดตามโจทย์ ไม่ใช่การเพิ่มความจำจริงของเครื่อง

ตราเวลารักษาระยะที่ไม่ได้บันทึก

สมมติตราทริกเกอร์สามช่วงแรกเป็น 0, 10.1 และ 20.0 ms ระยะห่างคือ 10.1 และ 9.9 ms ตามลำดับ ถ้านำตัวอย่างแต่ละช่วงมาต่อกันโดยไม่เก็บตราเวลา จะดูเหมือนพัลส์ห่างเพียง 20 µs ซึ่งผิดจากข้อมูลการเกิดจริง ต้องใช้เวลาภายในช่วงร่วมกับตราเวลาช่วงเสมอเมื่อต้องเปรียบเทียบเหตุการณ์ข้ามช่วง

ภาพซ้อนหลายช่วงมีประโยชน์ต่อการมองรูปร่าง แต่จะซ่อนระยะห่างจริงตามธรรมชาติของการจัดแนว หากเห็นพัลส์ซ้อนเหมือนกัน ไม่ได้แปลว่าเกิดสม่ำเสมอ ให้ตรวจตราเวลาแยกจากรูปร่าง อีกด้านหนึ่ง ความละเอียดของตัวเลขตราเวลาไม่ได้เท่ากับความแม่นยำของช่วงห่างโดยอัตโนมัติ ต้องดูข้อกำหนดการวัดเวลาของเครื่องเมื่อต้องใช้ตัดสินความต่างเล็ก

1. 1
   ต่อช่วง

   50 MSa/s × 20 µs ≈ 1,000 จุด

2. 2
   100 ช่วง

   100,000 จุด; เวลาข้อมูลรวม 2 ms

3. 3
   ระยะแรกถึงท้าย

   99 × 10 ms = 990 ms

4. 4
   หากเก็บต่อเนื่อง

   0.990020 s × 50 MSa/s ≈ 49,501,000 จุด

จำนวนและอัตราทั้งหมดสมมติ ไม่ใช่ความจุของสินค้า

ช่วงพร้อมใหม่ยังเป็นพื้นที่เสี่ยงพลาด

แม้ใช้การแบ่งช่วง เครื่องยังอาจต้องมีเวลาพร้อมใหม่ระหว่างการรับข้อมูล ถ้าพัลส์สองลูกอยู่ใกล้กว่าข้อจำกัดนี้ ลูกถัดไปอาจไม่เริ่มช่วงใหม่ การที่ช่วงที่บันทึกทุกชุดดูสมบูรณ์ไม่ได้ยืนยันว่าไม่มีลูกหาย ต้องเปรียบเทียบจำนวนที่ต้นทางส่งกับจำนวนที่เก็บหรือใช้ช่องอ้างอิงที่ตรวจการขาดได้

หากพัลส์ลูกที่สองอยู่ภายในระเบียนของลูกแรก มันอาจถูกบันทึกอยู่แล้วแต่ไม่ได้มีช่วงแยกเป็นของตัวเอง จึงไม่ควรใช้จำนวนช่วงแทนจำนวนพัลส์โดยอัตโนมัติ กติกานับควรบอกว่าระเบียนละหนึ่งเหตุการณ์หรืออาจหลายเหตุการณ์ และการตรวจจำนวนต้องนับจากรูปร่างที่เห็นจริงเมื่อเงื่อนไขเปิดโอกาสให้มีหลายลูก

ตรวจการส่งออกก่อนนำไปคำนวณ

บางรูปแบบส่งออกเก็บเฉพาะช่วงที่เลือกหรือภาพสรุป จึงต้องตรวจว่ามีทุกช่วงและตราเวลาคู่กัน ก่อนวิเคราะห์ให้เช็กหมายเลขช่วง จำนวนจุด อัตราสุ่มตัวอย่าง และจุดอ้างอิงของเวลา อย่าสมมติว่าไฟล์ที่มีหนึ่งร้อยแถวหมายถึงหนึ่งร้อยเหตุการณ์ เพราะอาจเป็นหนึ่งร้อยตัวอย่างของช่วงเดียว ต้องดูโครงสร้างข้อมูลจริง

สำหรับโจทย์สมมตินี้ การนำ 2 ms ซึ่งเป็นเวลาข้อมูลรวมไปแทน 990 ms ซึ่งเป็นระยะระหว่างเหตุการณ์แรกกับสุดท้าย จะให้การตีความอัตราผิดอย่างมาก รายงานสองปริมาณแยกกันและระบุช่วงว่างที่ไม่มีหลักฐานรูปร่าง หากต้องการรู้ว่าช่วงเงียบมีความผิดปกติอื่นหรือไม่ การแบ่งช่วงด้วยทริกเกอร์ปัจจุบันอาจไม่ตอบ ต้องเพิ่มรอบบันทึกต่อเนื่องหรือเปลี่ยนเงื่อนไขค้น

ก่อนปิดงาน ให้เลือกตรวจช่วงต้น กลาง ท้าย และช่วงที่มีรูปหรือเวลาต่างจากกลุ่ม พร้อมเก็บการตั้งทริกเกอร์ที่ทำให้ได้ข้อมูลนี้ การแบ่งช่วงเป็นวิธีเลือกข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ใช่หลักประกันว่าเฝ้าดูสัญญาณทุกขณะหรือจับเหตุการณ์ทั้งหมดได้เสมอ ความเข้าใจช่องว่างนี้สำคัญพอ ๆ กับการประหยัดหน่วยความจำที่คำนวณได้