作者丨鼎阳科技 张一慧
1、波形捕获率的定义与核心概念
波形捕获率（Waveform Capture Rate）是数字示波器的关键指标之一，指单位时间内示波器能够捕获并显示波形的次数，通常以“次/秒”或“帧/秒”为单位。其本质是衡量示波器在单位时间内对信号变化的响应能力。
从原理上看，示波器的工作周期分为“有效捕获时间”和“死区时间”，“有效捕获时间”是信号采样并存储的阶段，而“死区时间”则是处理数据、更新显示的耗时。波形捕获率的计算公式为：
波形捕获率=1/（有效捕获时间+死区时间）
死区时间占比越大，捕获率越低，漏失异常信号的风险越高。
波形捕获率的作用与技术价值
波形捕获率作为示波器的核心性能指标，其作用在于通过高频次的信号采集能力，确保对瞬态现象（如毛刺、脉冲干扰等）的有效捕捉，从而提升信号完整性分析的准确性。这一特性在高速数字电路调试、通信协议验证及电力电子设备监测等场景中尤为关键，能够显著提高故障复现率与异常信号的检测效率，高捕获率可避免信号盲区，为工程师提供更完整的波形细节，从而优化系统设计与可靠性验证。
数字示波器在捕获异常方面的有用性指标是示波器能够在屏幕上累积的平均每秒异常数量。其倒数则是在屏幕上看到异常所需的平均时间。传统上，方法是使示波器处于边沿触发（上升沿或下降沿）模式，并查看每次采集时重叠的持续轨迹。等待一段时间后，希望其中一条轨迹能够显示出异常。
当使用这种方法时，异常捕获率可以根据波形的边沿速率（即每秒钟触发到波形的上升沿或下降沿数量，数值上与波形频率相等）、示波器的捕获速率以及异常发生的统计频率来计算，其计算公式如下：
每秒的异常现象捕获到的=Min（最大波形捕获率，波形边沿速率）*每秒的异常现象/波形边沿速率
这意味着，如果波形的边沿速率不超过示波器的捕获速率，那么示波器会捕获每一个边沿（因此也会捕获每一个异常）。当波形的边沿速率超过示波器的捕获速率时，示波器无法捕获每一个边沿，此时每秒捕获的异常数量等于示波器的捕获速率乘以异常发生的速率与波形边沿速率的比值。
让我们以如下情况为例：在一个200 MHz的时钟上，异常（比如一个毛刺）以每5秒一次的频率发生，使用波形捕获速率为每秒100,000次的示波器，根据上述的公式进行计算：
每秒的异常现象捕获到的=Min（100k，200M）*1/5 /200M=0.0001个
那么捕获到一次异常需要的时间就是10000s，也就是说平均需要2.8小时才能检测到一次异常！
因此，当边沿速率低于示波器捕获速率时，一切工作正常；但当边沿速率超过示波器捕获速率时，情况就会恶化。这就是为什么许多示波器制造商开发了波形捕获速率非常高的示波器。
从技术价值层面看，波形捕获率的提升依赖于硬件与算法的协同创新。高速模数转换器与深存储技术的突破，结合并行处理架构与智能算法，不仅实现了每秒百万次级别的波形捕获能力，还通过实时数据处理与动态刷新率优化，增强了用户对复杂信号的直观观测体验。
2、波形捕获率和屏幕刷新率（60Hz）有什么关系
波形捕获率是示波器每秒完成“采集-处理-显示”完整波形的次数，而屏幕刷新率是显示器硬件每秒物理刷新显示内容的次数。
两者关系的核心逻辑是：
捕获率是波形更新的“源头”，捕获率决定了示波器每秒生成多少帧波形数据，若捕获率<刷新率，屏幕会因数据不足出现卡顿；屏幕刷新率是波形显示的“瓶颈”，虽然波形捕获率远高于屏幕刷新率，但实际显示效果受限于后者，屏幕刷新率60Hz表示实际效果屏幕显示60帧/秒。
那么，示波器的捕获率非常高，有些示波器可达百万帧/秒，但屏幕刷新率却只有60Hz，那岂不是这么高的捕获率没有用了？
