ซองขอบเขตรูปคลื่นบอกความแปรปรวนและสิ่งที่ไม่บอก

ซองขอบเขตรูปคลื่นเหมาะกับการดูว่าข้อมูลที่เก็บหลายรอบเคยไปถึงระดับใดบ้าง แต่เส้นขอบบนและล่างอาจมาจากคนละรอบทดลอง การมองเส้นบนทั้งเส้นเป็นพัลส์ที่เคยเกิดจริงจึงนำไปสู่การตีความผิดได้ บทนี้สร้างข้อมูลแรงดันต่ำสมมติสามรอบเพื่ออธิบายการประกอบซองและวิธีตรวจการกระจาย โดยไม่ใช้ตัวเลขเป็นเกณฑ์ผ่านของอุปกรณ์จริง

ซองประกอบจากตำแหน่งเวลาเดียวกัน

หลักการที่อ้างจากคำอธิบายของ Tektronix คือสะสมค่าสูงและต่ำของรูปคลื่นหลายการรับข้อมูลที่ตำแหน่งเวลาสอดคล้องกัน หลังจัดแนวทริกเกอร์แล้วจึงเปรียบเทียบจุดแต่ละตำแหน่ง การดำเนินการนี้เก็บขอบเขตได้ดี แต่ตัดข้อมูลลำดับการเกิดและจำนวนครั้งที่ถึงขอบทิ้งไป จึงต้องเก็บระเบียนต้นทางเพิ่มหากต้องการรู้ว่าค่าสูงสุดเกิดก่อนหรือหลังค่าต่ำสุด

การกระจายแนวตั้งอาจเกิดจากทั้งแอมพลิจูดเปลี่ยนและเวลาขอบเปลี่ยน เช่น ขอบชันที่ขยับไปซ้ายขวาจะสร้างแถบกว้างเมื่อมองที่เวลาเดียวกัน ทั้งที่ระดับสูงหลังขอบเท่ากันทุกครั้ง วิธีแยกคือดูซองบริเวณระดับราบประกอบกับเวลาข้ามระดับอ้างอิง ถ้าระดับราบแคบแต่ช่วงขอบกว้าง ให้ตรวจความแปรปรวนด้านเวลาและความนิ่งของทริกเกอร์ก่อนสรุปว่าแรงดันจ่ายแกว่ง

1. 1
   จัดแนว

   ใช้แหล่งทริกเกอร์และตำแหน่งเวลาเดียวกัน

2. 2
   เลือกค่าสูง

   หาแรงดันสูงสุดแยกทุกตำแหน่ง

3. 3
   เลือกค่าต่ำ

   หาแรงดันต่ำสุดแยกทุกตำแหน่ง

4. 4
   เก็บต้นทาง

   ซองไม่เก็บจำนวนครั้งหรือลำดับเหตุการณ์

เส้นขอบแต่ละจุดอาจมาจากคนละระเบียน

ตัวอย่างสมมติที่ซองไม่ตรงกับพัลส์ใด

กำหนดจุดเวลาสองตำแหน่งหลังทริกเกอร์คือ 2 µs และ 4 µs ระเบียน ก มีแรงดัน 2.8 และ 3.1 V ระเบียน ข มี 3.2 และ 2.9 V ระเบียน ค มี 3.0 และ 3.3 V ดังนั้นขอบบนที่สองตำแหน่งคือ 3.2 และ 3.3 V ตามลำดับ ส่วนขอบล่างคือ 2.8 และ 2.9 V จะเห็นว่าคู่ค่าบน 3.2 กับ 3.3 V ไม่เคยปรากฏร่วมกันในระเบียนใดจากสามชุดนี้

ความกว้างซองที่ 2 µs เท่ากับ 3.2 − 2.8 = 0.4 V และที่ 4 µs เท่ากับ 3.3 − 2.9 = 0.4 V แม้ความกว้างเท่ากันก็ไม่แปลว่าสัญญาณมีการกระจายทางสถิติแบบเดียวกัน ค่าเฉลี่ยที่จุดแรกคือ (2.8 + 3.2 + 3.0) ÷ 3 = 3.0 V ส่วนจุดที่สองคือ (3.1 + 2.9 + 3.3) ÷ 3 = 3.1 V ซองเพียงอย่างเดียวคำนวณค่าเฉลี่ยนี้ไม่ได้หากไม่มีข้อมูลเดิม

กำหนดรอบสะสมให้เปรียบเทียบได้

การสะสมมากรอบเปิดโอกาสให้พบค่าสุดขั้วมากขึ้น จึงไม่ควรนำซองที่สะสมสิบรอบไปเทียบกับอีกสภาวะที่สะสมหมื่นรอบแล้วประกาศว่าสภาวะหลังแย่กว่า ควรกำหนดจำนวนรอบหรือระยะสังเกตไว้ก่อน พร้อมยอมรับว่าการเก็บจำนวนรอบเท่ากันอาจใช้เวลาต่างกันถ้าทริกเกอร์เกิดไม่เท่ากัน รายงานทั้งสองปริมาณเพื่อให้เห็นเงื่อนไขการคัดเลือก

เมื่อเปลี่ยนโหลดหรือย่านวัดให้ล้างซองแล้วเริ่มรอบใหม่ ถ้าไม่ล้าง ขอบจากสภาวะก่อนจะยังติดอยู่และไม่หดกลับเองในโหมดสะสมค่าสุดขั้ว การบันทึกภาพก่อนกับหลังโดยไม่บันทึกการรีเซ็ตทำให้ผู้ตรวจเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงยังคงอยู่ นอกจากนี้ต้องตรวจว่าเครื่องสะสมจากข้อมูลแบบใด เพราะการใช้การตรวจยอดหรือการลดข้อมูลภายในระเบียนมีผลต่อรายละเอียดที่นำเข้าสู่ซอง

1. 1
   ที่ 2 µs

   ก 2.8 / ข 3.2 / ค 3.0 V

2. 2
   ที่ 4 µs

   ก 3.1 / ข 2.9 / ค 3.3 V

3. 3
   ความกว้าง

   3.2−2.8 = 3.3−2.9 = 0.4 V

4. 4
   คู่ขอบบน

   3.2 และ 3.3 V ไม่อยู่ในระเบียนเดียวกัน

ข้อมูลสมมติสามชุด ไม่ใช่รูปคลื่นอ้างอิงสินค้า

ใช้ซองคัดจุด แล้วกลับไปดูข้อมูลเดี่ยว

สมมติซองบริเวณ 4 µs สูงกว่าช่วงอื่น ให้ค้นระเบียนที่ทำให้เกิดขอบนั้นก่อนวัดเวลาไต่ขอบหรือพลังงานพัลส์ อย่าใช้เส้นขอบบนที่ประกอบจากหลายรอบแทนแรงดันจริงทั้งเส้นในการคำนวณพลังงาน เพราะแต่ละจุดอาจไม่เคยอยู่ในเหตุการณ์เดียวกัน หากต้องการกรณีเลวร้ายให้คำนวณปริมาณจากแต่ละระเบียนก่อน แล้วเลือกค่าสูงสุดของปริมาณนั้นโดยรักษาหลักฐานระเบียนไว้

อีกการตรวจหนึ่งคือเปลี่ยนตำแหน่งทริกเกอร์จากพัลส์ที่ศึกษาไปเป็นคำสั่งต้นทางโดยคงเงื่อนไขอื่น หากซองขอบกว้างขึ้น อาจเป็นเพราะเริ่มเห็นความหน่วงที่เดิมถูกการจัดแนวซ่อนไว้ การเปลี่ยนนี้ไม่ได้ทำให้วงจรแปรปรวนเพิ่มในตัวเอง ต้องระบุแหล่งอ้างอิงเวลาเสมอ โดยเฉพาะเมื่อนำภาพสองเครื่องหรือคนละวันมาเทียบ

หากต้องการรู้ว่าจุด 2 µs สูงแล้วจุด 4 µs จะสูงตามหรือไม่ ต้องรักษาคู่ข้อมูลในระเบียนเดิมไว้ ตัวอย่างนี้ระเบียน ข สูงที่จุดแรกแต่ไม่ได้สูงสุดที่จุดหลัง การเลือกขอบบนแยกตำแหน่งจึงทำลายข้อมูลความสัมพันธ์นี้ การคัดคู่ตามหมายเลขระเบียนก่อนเปรียบเทียบจะตอบคำถามดังกล่าวได้ตรงกว่าการวัดความเอียงของเส้นซอง

เกณฑ์สรุปที่ไม่เกินข้อมูล

หากตั้งหน้าต่างทดลองไว้ 2.7 ถึง 3.4 V สำหรับสองจุดในตัวอย่าง ข้อมูลทั้งสามรอบอยู่ในหน้าต่าง เพราะค่าต่ำสุด 2.8 V สูงกว่าขอบล่างและค่าสูงสุด 3.3 V ต่ำกว่าขอบบน แต่ผลนี้ครอบคลุมเฉพาะจุดเวลาและระเบียนที่ตรวจ ไม่รับรองเวลาระหว่างจุดและไม่รับรองพัลส์ที่เครื่องพลาด การเชื่อมเส้นให้เรียบไม่ได้สร้างหลักฐานเพิ่มในช่องว่างเหล่านั้น

รายงานซองที่มีประโยชน์ควรระบุช่วงสะสม จำนวนระเบียน แหล่งทริกเกอร์ และกติกาคัดข้อมูล พร้อมอธิบายว่าค่าขอบไม่บอกความถี่เกิด หากพบขอบผิดสังเกตแต่เรียกดูระเบียนเดี่ยวไม่ได้ ให้บันทึกเป็นตำแหน่งสำหรับการทดลองครั้งถัดไป ไม่แต่งเรื่องลำดับเหตุการณ์จากเส้นบนล่างที่ถูกประกอบแล้ว วิธีนี้ช่วยใช้ซองเป็นเครื่องมือค้นหาความแปรปรวนโดยไม่ทำให้ข้อมูลที่หายไปกลายเป็นข้อสรุป