引言

示波器的Track和Trend功能是兩個基于測量的數學函數，可以使用這兩個函數來深入了解測量。

Trend是將測量事件號作為水平值，按測量順序繪制測量參數值的曲線圖。

Track是測得的參數值與時間的關系圖。

這些函數允許將一系列測量結果以波形的形式處理，使示波器可以執行數據記錄、研究測量值之間的關系、在長數據記錄中定位異常，甚至解調角度調制或脈寬調制信號。

如何使用Trend和Track

Trend和Track都基于示波器的測量參數。大多數示波器提供了約25個測量參數，包括頻率、幅度和上升/下降時間等。示波器持續跟蹤這些測量值，并使用它們顯示參數值的統計信息，還可以將這些值繪制為Trend或Track圖。

下圖顯示了如何使用Trend或Track功能。采集的（上部柵格的黃色波形）是脈寬調制（PWM）信號，參數P1測量所采集波形中每個周期的脈沖寬度。參數統計信息包括最小脈沖寬度（2.698 ns）和最大脈沖寬度（49.3ns），以及所有值的平均值和標準偏差。采集的波形中有100個周期（100k個樣本），每個周期的脈沖寬度被測量并記錄在統計數據中。

底部曲線（藍色）是脈寬測量的Trend圖。它包含100個脈寬測量值（按其測量順序排列）。該曲線上的每個點代表一個測量值。用戶可以設置Trend圖中的測量值數量，通常以1-2-5的級數從2到1,000,000。在此示例中，Trend圖和源波形是同步的，因為Trend圖的長度（100個值）與源波形的周期數匹配。不過并非總是如此。

中間曲線（橙色）是脈沖寬度的Track圖。該波形包含與采集波形相同的100k點，每個測量值都被過采樣以匹配源波形每個周期的持續時間。Track圖始終與源波形同步。

由于Track函數的時間同步特性，可以用它來解調此類PWM信號，通過跟蹤頻率參數，也可以使用它來解調調頻（FM）信號或調相（PM）信號。

適合數據記錄的Trend函數

Trend函數非常適合數據記錄。

下圖為數據記錄示例，記錄了RMS線電壓和室溫的變化。

最上面的曲線是RMS線電壓的Trend圖，設置觸發釋抑在兩次測量之間插入5s的延遲。從上向下開始的第二條曲線是熱電偶輸出的Trend圖，對熱電偶輸出進行濾波并重定標，以在函數曲線F4（從頂部開始的第三跡線）中以攝氏度為單位進行顯示。整個顯示曲線代表以5秒間隔進行2,000次測量，即2.7小時。

打開空調系統時，線路電壓下降，然后溫度略有下降，整個過程是周期性的，這可通過對原始趨勢波形進行互相關來驗證，并顯示在底部曲線中。周期性在相關函數曲線中清楚顯示出來，大約每252次測量或大約每20分鐘循環一次。

利用Track函數做解調

在某些應用中，解調角度調制信號是很實用的。例如，在測量鎖相環（PLL）的頻率響應時，可以使用Track函數來查看PLL輸入和輸出的相位變化。下圖顯示了PLL頻率響應測量。

任何設備的頻率響應都可以通過使用階躍函數激勵來測量，對該階躍響應求微分并對該響應進行快速傅里葉變換（FFT）。

在上圖中，左上波形是PLL輸入：一個66.67MHz正弦波，在波形的中點具有2弧度的相位步進。利用測量參數P1測量波形的時間間隔誤差（TIE），TIE測量實際波形邊沿與理想邊沿位置之間的時間間隔，TIE本質上是信號的瞬時相位。PLL輸入的TIE的Track圖在上圖左側從上向下的第二條曲線中顯示。TIE的Track圖對相位調制輸入進行解調，輸入波形中心的相位階躍很明顯。

右上方波形是PLL的輸出，通過測量PLL輸出的TIE并使用Track解調相位，可以查看PLL對相位階躍的影響，參見上圖右側從上到下的第二條曲線，Track功能提供PLL輸入和輸出的相位變化的查看，提供了在源波形中看不到的相位變化的視圖。這很重要，因為PLL是一個對相位敏感的器件。

通常使用脈沖函數作為輸入信號來測量信號的頻率響應，對階躍響應做微分會產生脈沖響應，第三組曲線分別在上圖的左側和右側分別顯示了解調后的PLL輸入和輸出信號。

上圖的左下圖顯示了PLL脈沖響應的FFT。這是一個基本平坦的響應。右下方的PLL輸出脈沖響應的FFT顯示了PLL的頻率響應。從技術上講，頻率響應是輸出與輸入FFT的復數比，但是由于輸入頻譜平坦，因此輸出頻譜近似于PLL的頻率響應。

Trend還是Track？

Trend是數據記錄的首選。Trend曲線對每個測量值僅對應一個點，因此它具有很高的存儲效率。

如果需要執行與時間有關的操作，例如FFT或對波形進行濾波，則需要Track。Track也可以將異常的測量讀數追溯到源波形中，因為Track曲線與源波形保持時間同步，這樣做會以在函數中使用更多樣本為代價。

Trend和Track功能可以協助查看各個參數測量的歷史記錄，通過單獨進行一系列測量，可以使用示波器的函數和分析工具來了解更多有關被測量過程的信息，這樣可以大大減少故障排除和調試時間。

編輯：黃飛