在電子測試測量領域，示波器作為 “電子工程師的眼睛”，其數據采集能力直接決定了對複雜信號的分析深度。隨著芯片、通信、工業控製等領域信號複雜度不斷提升，傳統連續采集模式逐漸麵臨 “存儲深度不足”“無效數據占比高”“測試效率低” 等痛點。羅德與施瓦茨（Rohde & Schwarz）作為全球領先的測試測量設備廠商，創新性地將分段采集技術融入示波器產品，通過 “按需采集、精準分段” 的核心邏輯，為高頻率、間歇性、突發式信號測試提供了高效解決方案。

一、分段采集技術：原理與核心優勢解析

1. 技術原理：突破傳統采集的 “時間與存儲” 瓶頸

傳統示波器的連續采集模式，會將 “有效信號” 與 “無效空閑信號” 一同存儲至內存，導致兩類問題：一是當測試時長較長時，內存快速被無效數據占用，無法捕捉到後期的突發信號；二是為保證采集時長，需降低采樣率，犧牲信號細節精度。

羅德與施瓦茨示波器的分段采集技術（Segmented Acquisition），本質是 **“觸發 - 采集 - 等待” 的循環模式 **：

第一步：示波器預設 “觸發條件”（如信號上升沿、特定電壓閾值、串行總線幀頭）；

第二步：當滿足觸發條件時，立即采集一段 “有效信號”（采集時長可自定義，通常為微秒至毫秒級），並存儲至獨立的 “數據段”；

第三步：采集完成後，示波器進入 “等待模式”，不存儲空閑信號，直至下一次觸發條件滿足，重複上述流程。

通過這種方式，示波器可在有限的內存空間內，存儲數十至數萬段獨立的有效信號，既避免了無效數據的內存占用，又能以最高采樣率保留每一段信號的細節，實現 “長時長監測” 與 “高精度分析” 的雙重需求。

2. 核心優勢：三大維度提升測試效率

相比傳統采集模式，羅德與施瓦茨示波器的分段采集技術具備顯著優勢：

存儲效率提升 10-100 倍：以 R&S RTO2000 示波器為例，若內存為 1Gpts，傳統連續采集在 1GSa/s 采樣率下僅能采集 1 秒；而分段采集模式下，若每段采集時長為 1μs，可存儲 100 萬段有效信號，等效監測時長可達 1000 秒（約 16 分鍾）。

信號細節無損失：無論分段數量多少，每一段信號均以示波器最高采樣率（如 R&S RTM3000 係列最高 4GSa/s）采集，確保邊緣抖動、噪聲、畸變等細節清晰可辨。

後期分析更靈活：每一段數據獨立存儲，支持 “按時間排序查看”“篩選特定特征段”“批量對比分析”（如對比不同時間段的信號穩定性），大幅減少工程師的數據分析時間。

二、羅德與施瓦茨主流示波器分段采集功能詳解

羅德與施瓦茨針對不同應用場景，推出了多款支持分段采集的示波器，從入門級到高端旗艦級，覆蓋工業電子、汽車電子、通信測試等領域。以下為三款核心型號的分段采集功能亮點：

1. R&S RTM3000 係列：入門級高性價比之選

分段采集核心參數：支持最大 10,000 段數據存儲，每段采集時長可設為 1ns-10s，采樣率最高 4GSa/s，存儲深度單通道最大 2Gpts。

特色功能：

內置 “智能分段觸發”：可基於串行總線（UART、I2C、SPI）的特定數據幀觸發，僅采集包含目標數據的信號段，適用於嵌入式係統的通信信號測試；

實時預覽與篩選：采集過程中可實時查看已存儲的分段數據，支持按 “觸發時間”“信號幅度”“脈寬” 等條件篩選，快速定位異常段。

典型應用：工業傳感器信號監測（如間歇性的溫度、壓力信號）、消費電子的電源紋波測試（捕捉不同負載下的瞬態紋波）。

2. R&S RTO2000 係列：中端旗艦，兼顧性能與靈活性

分段采集核心參數：最大分段數 50,000 段，采樣率最高 8GSa/s，存儲深度單通道最大 8Gpts，支持 4 通道同步分段采集。

特色功能：

“分段與連續混合采集”：可自定義 “分段采集周期”（如每 100ms 采集 1 段，每段 1ms），同時保留連續采集的實時性，適用於周期性突發信號測試；

硬件加速處理：搭載專用的分段采集芯片，采集速率比傳統示波器快 3 倍，可捕捉到高頻突發信號（如汽車 CAN 總線的錯誤幀、射頻模塊的瞬態幹擾）。

典型應用：汽車電子的總線信號測試（CAN FD、Ethernet）、工業自動化的 PLC 控製信號監測。

3. R&S RTO6 係列：高端旗艦，麵向複雜信號測試

分段采集核心參數：最大分段數 100,000 段，采樣率最高 16GSa/s，存儲深度單通道最大 32Gpts，支持 8 通道同步分段采集，帶寬覆蓋 600MHz-6GHz。

特色功能：

“多觸發條件分段”：可同時設置多個觸發條件（如電壓閾值 + 時間間隔 + 總線數據），僅采集滿足複合條件的信號段，適用於 5G 通信、雷達等複雜場景；

與信號分析軟件聯動：采集的分段數據可直接導入 R&S RTO-K100 信號分析軟件，自動生成 “分段信號穩定性報告”（如抖動趨勢、幅度偏差統計），減少手動分析工作量。

典型應用：5G 基站的射頻信號測試（捕捉突發的功率波動、相位偏移）、航空航天的雷達脈衝信號分析（監測不同距離目標的回波信號）。

三、分段采集技術的實際應用場景

羅德與施瓦茨示波器的分段采集技術，已廣泛應用於多個行業的關鍵測試環節，以下為三大典型場景解析：

1. 汽車電子：總線信號與電源瞬態測試

測試痛點：汽車 CAN FD、Ethernet 總線信號為間歇性傳輸（如每秒傳輸 100-1000 幀），傳統采集會存儲大量空閑時間數據，導致無法長時間監測；同時，汽車啟動時的電源瞬態信號（如 12V 轉 5V 的電壓尖峰）持續時間僅幾十微秒，易被遺漏。

分段采集解決方案：

對總線信號：設置 “總線幀頭觸發”，每捕捉到一幀數據就采集 1 段（時長 10μs），可連續監測 1 小時，存儲 60,000 + 段數據，快速定位錯誤幀；

對電源瞬態：設置 “電壓閾值觸發”（如 5V±0.5V），僅采集電壓異常時的信號段，結合 4GSa/s 采樣率，清晰捕捉尖峰的上升沿、下降沿細節。

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2. 工業控製：傳感器與 PLC 信號監測

測試痛點：工業傳感器（如振動、位移傳感器）信號為周期性輸出（如每 100ms 輸出 1 次數據），傳統采集會浪費 99% 的內存存儲空閑信號；PLC 控製信號的故障（如觸點彈跳）為偶發事件，持續時間短，難以捕捉。

分段采集解決方案：

對傳感器信號：設置 “時間觸發”（每 100ms 觸發 1 次，每段采集 1ms），1G 內存可存儲 100,000 段數據，等效監測 10,000 秒（約 2.7 小時），對比不同時間段的信號變化；

對 PLC 故障：設置 “脈寬觸發”（捕捉脈寬 < 100ns 的彈跳信號），分段采集並自動標記異常段，工程師可直接查看異常信號的波形細節。

3. 通信測試：5G 射頻與光模塊信號分析

測試痛點：5G 基站的射頻信號（如 NR 幀信號）為突發傳輸，每幀時長 1ms，傳統采集會存儲大量幀間隙數據；光模塊的眼圖測試中，需采集多段信號進行統計分析，傳統模式效率低。

分段采集解決方案：

對 5G 射頻信號：設置 “NR 幀頭觸發”，每幀采集 1 段（時長 1ms），結合 16GSa/s 采樣率，清晰分析幀內的子載波信號；

對光模塊眼圖：采集 10,000 段光信號，通過示波器內置算法自動生成眼圖模板，快速判斷信號是否符合標準。

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