数字示波器与模拟示波器的对比
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关于示波器的采样率
很多年前,我刚学习示波器时,看到了一句英文,叫”Keep an eye on the Sampling Rate”。
我将之翻译成时刻警惕采样率”。
这成为我一直在强调的高保
真捕获的6 大原则之一。
采样率这个概念是如此的简单,以致人们觉得专门辟文谈它都不是很必要。
我想将我的关于系列写成经典,硬着头皮将这个基本概念作为我来鼎阳后的”第三碗剩饭”炒将起来。
如果您是刚开始学习示波器,我的这篇文章和我的其它文章一样,可以成为最好的教材,没有之一。
因为我有热情、有耐心将这些基本概念写出来,写清楚,写透彻,写到位。
有些水平一般的,写不透彻;水平高的,不屑于写,怕是被人误认为水平太差。
这就给我留下了坚持炒剩饭的意义感。
也是因为我坚持不装X,强调自己写的东西是浅浅的东西,是”炒剩饭”,所以压力也没有那么大。
为了满足快阅读的需要,列出这篇文章的6 个小标题如下:
1,采样过程反应了数字示波器的本质:将模拟信号离散为一个一个的采样
点
2,最高采样率VS 当前采样率
3,实时采样率VS 等效采样率(随机采样模式,插值算法)
4,欠采样的影响
5,时刻警惕采样率
6,采样率和模拟带宽及数字带宽之间的关联
采样率(Sampling Rate),顾名思义就是采样的速率,就是单位时间内将模拟
电平转换成离散的采样点的速率,譬如采样率为4GSa/s 就表示每秒采样4G 个点。
Sa 是Samples 的缩写。
有些示波器厂商写作4GS/s。
当然,采用不同量纲。
项目编号:12011109示波器的原理和使用示波器能够显示各种电信号的波形,一切可以转化为电压的电学量和非电学量及它们随时间作周期性变化的过程都可以用示波器来观测,示波器是一种用途十分广泛的测量和显示仪器。
目前大量使用的示波器有两种:模拟示波器和数字示波器。
模拟示波器发展较早,技术已经非常成熟。
随着数字技术的飞速发展,数字示波器拥有了许多模拟示波器不具备的优点:能长时间保存信号;测量精度高;具有很强的信号处理能力;具有输入输出功能,可以与计算机或其它外设相连实现更复杂的数据运算或分析;具有先进的触发功能等等。
而且随着相关技术的进一步发展,其使用范围将更加广泛。
所以,学习示波器,尤其是数字示波器的使用十分重要。
本实验介绍模拟示波器的主要结构和基本原理,重点学习数字示波器的使用。
【实验目的】1、了解模拟示波器的主要结构和基本原理。
2、熟悉数字示波器的特点,学会使用数字示波器观察波形以及测量未知信号的信息。
3、学会使用信号发生器。
4、利用李萨如图形测频率。
【实验仪器】模拟示波器,数字示波器,信号发生器,信号线【实验原理】1、模拟示波器示波器的电路组成是多样而复杂的,这里仅就主要部分加以介绍。
示波器的主要部分有示波管、带衰减器的Y轴放大器、带衰减器的X轴放大器、扫描发生器(锯齿波发生器)、触发同步和电源等,其结构如图1所示。
图1模拟示波器主要结构图⑴示波管示波管是示波器的主要部分,如同示波器的心脏。
示波管主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分,全都密封在高真空的玻璃外壳内。
下面分别说明各部分的作用。
电子枪:由灯丝H、阴极K、控制栅极G、第一阳极A1、第二阳极A2五部分组成。
灯丝通电后加热阴极,阴极被加热后发射电子。
控制栅极是一个顶端开孔的圆筒,套在阴极外面。
它的电位比阴极低,对阴极发射出来的电子起控制作用,只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。
示波器面板上的“亮度”调整就是通过调节栅极电位以控制射向荧光屏的电子流密度,从而改变屏上的光斑亮度。
示波器的分类示波器是一种用于测量电信号的仪器,广泛应用于电子、通讯、计算机等领域。
根据不同的测量需求和技术特点,示波器可以分为多种类型。
本文将从不同的角度介绍示波器的分类。
一、按照工作原理分类1.模拟示波器模拟示波器是最早出现的一种示波器,它利用电子管或晶体管放大电信号,并通过光电转换将信号转换成可见光信号。
由于其工作原理类似于电视机,因此也被称为“示像管式”示波器。
模拟示波器具有响应速度快、分辨率高等优点,但由于其结构复杂,价格昂贵,逐渐被数字示波器所取代。
2.数字示波器数字示波器是利用数字处理技术对电信号进行采样、存储和处理,并将结果显示在屏幕上的一种仪器。
数字示波器具有体积小、价格低廉、功能强大等优点,已经成为现代测试和测量领域中最常用的仪器之一。
3.存储式数字示波器存储式数字示波器是一种特殊的数字示波器,它具有存储功能,可以将采集到的信号数据存储在内存中,以便后续分析和处理。
存储式数字示波器适用于需要长时间监测和记录信号变化的场合。
4.混合信号示波器混合信号示波器是一种结合了模拟和数字技术的示波器,它可以同时测量模拟信号和数字信号,并将结果显示在同一个屏幕上。
混合信号示波器适用于需要同时测量模拟和数字信号的场合。
二、按照使用范围分类1.通用型示波器通用型示波器是最常见的一种示波器,它适用于广泛的测试和测量领域。
通用型示波器具有良好的性能、稳定性和可靠性,可满足大多数测试需求。
2.专用型示波器专用型示波器是针对特定领域或特定应用设计制造的一种仪器。
例如,医学领域中常用的心电图机、超声诊断仪等都属于专用型示波器。
专用型示波器具有高度专业化、精度高等特点,但价格较高,适用范围有限。
三、按照测量通道分类1.单通道示波器单通道示波器只具有一个测量通道,适用于单一信号的测量和分析。
单通道示波器价格低廉、体积小巧,是学生、爱好者等初学者的首选。
2.双通道示波器双通道示波器具有两个独立的测量通道,可以同时测量两个信号,并将结果显示在同一个屏幕上。
实验13 数字存储示波器实验目的1.了解示波器的基本工作原理和结构;2.学习示波器的基本使用方法;3.学习使用示波器测量正弦波信号的电压和周期;4.学习使用示波器观察李萨如图形。
实验仪器GDS2062数字存储示波器、F05A型数字信号发生器等实验原理1.数字存储示波器的基本原理数字存储示波器(简称数字示波器)与模拟示波器的结构完全不同,它是以微处理器系统(CPU)为核心,再配以数据采集系统、显示系统、时基电路、面板控制电路、存储器及外接控制器等组成。
其简单工作原理见图。
图13-1 数字示波器的工作原理图输入的模拟信号首先经垂直增益电路进行放大或衰减变成适于数据采集的模拟信号,随后的数据采集是将连续的模拟信号通过取样保持电路离散化,经A/D变换器变成二进制数码,再将其存入存储器中,采集是在时基电路的控制下进行的,采集的速率可通过“秒/格”旋钮来控制。
采集到的是一串数据流(二进制编码信息),在CPU的控制下依次写入随机存储器中,这些数据就是数字化的波形数据,CPU再不断地将这些数据以定速依次读出,通过显示电路将其还原成连续的模拟信号,使其在显示器上显示出来,屏幕在显示波形的同时,还通过微处理器对采集到的波形数据进行各种运算和分析,并将结果在显示器的适当位置上数字显示出来。
面板上的按钮和旋钮的功能设置都可直接在显示器上数字显示,数字示波器还有RS-232、GPIB 等标准通信接口,可根据需要将波形数据送到计算机作更进一步的处理或送打印机打印记录。
2.GDS2062数字存储示波器基本操作打开示波器后面的电源开关,按ON/键,示波器通电自检,按AUTOSET 键,示波器自动显示合适的波形。
(1)垂直控制区的操作 通道选择:按下CH1,黄色指示灯亮,示波器显示黄色线为CH1通道信号,按“AUTOSET ”键,示波器自动显示合适的波形。
同样按下CH2,蓝色指示灯亮,示波器显示蓝色线为CH2通道信号。
垂直功能的设置调节“位置”旋钮,曲线上下移动,调节“垂直档位”旋钮波形在垂直方向发生变化。
关于示波器的采样率汪进进关于示波器的采样率采样率(Sampling Rate),顾名思义就是“采样的速率”,就是单位时间内将模拟电平转换成离散的采样点的速率,譬如采样率为4GSa/s就表示每秒采样4G个点。
Sa是Samples的缩写。
有些示波器厂商写作4GS/s。
当然,采用不同量纲的单位就是MSa/s、MS/s,KSa/s、KS/s,Sa/s,S/s。
1,采样过程反应了数字示波器的本质:将模拟信号离散为一个一个的采样点数字示波器区别于模拟示波器的一个最大不同是将模拟信号进行离散化。
我们常说的话是,“在数字世界里,永远只有0和1”。
如何将那些各种不同形状的模拟信号转换成为0和1呢? 图1和图2表示了示波器将模拟信号离散化的过程。
采样-保持电路根据采样时钟将连续的模拟信号“等时间间隔地”、“实时地”转换为离散的电平,离散的电平再经过模数转换器(ADC)转换为一系列的0和1。
对于8位ADC来说,8个连续的0和1组成一个采样点,代表了一个电平值。
示波器将这些离散的采样点直接显示或将点和点通过某种方式相连显示为示波器屏幕上的波形。
示波器保存的离散的采样点的个数就是“存储深度(memory)”。
INPUTWA VEFORMSA MPLEDWA VEFORMSA MPLING CLOCK图1 采样-保持电路将模拟信号转换成一个一个离散的电平汪进进深圳市鼎阳科技有限公司图2 ADC将模拟信号离散化为0和1组成的采样点将图1和图2的离散化过程换个示意图来表达,如图3所示,离散的采样点之间的间隔就是采样周期,采样周期的倒数就是采样率。
采样率4GSa/s就表示两个采样点之间的间隔为500ps。
在“点显示”方式和“线性插值”模式下,将示波器屏幕上的波形展开,有些示波器能看出屏幕上等时间间隔的采样点,打开示波器光标可以测量出两个点之间的间隔即为采样周期。
图3 采样周期表示相邻两个采样点之间的间隔2,最高采样率 VS当前采样率在示波器的前面板上通常都会标识采样率,如图4所示是中国首款智能示波器SDS3000系列中的一款SDS3054,她的面板上标识了采样率为 4GS/s,该采样率就是指这台示波器可以工作到的最高采样率。
简述示波器的工作原理示波器是一种广泛应用于电子测量的仪器,可以帮助电子工程师分析、检测和调整电路中的信号。
它能够快速、准确地捕捉电信号,并以波形的形式显示出来,实现对信号的观测和分析。
本文将从工作原理、示波器的分类和应用方面进行阐述。
示波器主要由三部分组成:输入系统、处理系统和显示系统。
1. 输入系统示波器的输入系统是指将输入的电信号转换成示波器可读取的信号。
输入系统一般包括探头和输入阻抗。
探头一般有两种:电压探头和电流探头。
电压探头是用于测量电压信号的,而电流探头则是用于测量电流信号的。
输入阻抗则是指示波器接收电信号的输入电路,通常为1MΩ的阻抗。
2. 处理系统处理系统是指将输入信号的强度、频率、相位等属性转换成显示信号的格式。
处理系统主要包括时间基准、放大器、触发电路等。
其中,时间基准是指示波器的时基,用于控制信号的采样频率和波形的水平位置。
放大器则是用于放大电信号的电子器件。
触发电路则是对信号进行选择性触发,使得波形在特定条件下才被测量。
3. 显示系统显示系统是将处理系统产生的波形以可视化的方式呈现出来,方便电子工程师观测和分析。
显示系统主要包括CRT显示器、LED显示器和LCD显示器等。
其中,CRT显示器是最常见的显示器,它采用电子束扫描的原理来形成图像。
二、示波器的分类示波器主要分为模拟示波器和数字示波器两种。
1. 模拟示波器模拟示波器是传统示波器的代表。
它使用模拟电路和CRT显示屏来显示波形,能够显示连续的波形,精度和分辨率较高。
此外,模拟示波器还可用于分析信号电路的同步和相位关系等问题。
数字示波器是利用数字技术来实现信号测量和波形分析的。
它采用数字处理器和显示器来处理、存储和显示信号信息。
数字示波器具有采样率高、噪声低、测量精度高等优点,也便于对测量结果的数值分析和处理。
示波器广泛应用于各种电子领域的测量、调试、故障排查等方面。
常见的应用场景包括:1. 电子电路的设计和调试,如调节电路中的传输信号、调节过渡信号。
数字示波器DS1102E数字示波器(Digital Storage Oscilloscope,DSO)是一种电子测试仪器,用于对电子设备进行信号分析,主要是通过观察和测量电压信号变化的波形来了解信号的特征。
数字示波器DS1102E是一款功能强大、性价比高的示波器,本文将介绍其主要特点和使用方法。
主要特点1.采用数字存储技术:数字示波器通过将采集到的信号数据存储在数字形式的存储器中,以实现波形的数字化处理和存储。
相对于模拟示波器,数字示波器能够显示更为准确的波形。
2.高分辨率:DS1102E具有高分辨率的特点,采用2声道、100MHz的带宽,1GS/s的采样率,最大可存储1M点的数据。
3.大屏幕显示:数字示波器DS1102E有7英寸TFT宽屏液晶显示屏,显示效果清晰、色彩鲜艳、观察方便。
4.多种测量功能:数字示波器具有多种测量功能,包括自动测量、快速傅里叶变换、波形数学运算、通道扫描等。
5.多种触发模式:数字示波器具有多种触发模式,包括自动触发、单次触发、正弦波、点对点、宽度、延时等,能够满足多种触发需求。
使用方法连接电源和信号源连接电源和信号源是使用数字示波器的第一步,首先需要将DS1102E的电源插头插入电源插座,然后接通电源开关,启动设备。
接下来将待测试的信号源通过信号线连接到数字示波器的输入端,一般情况下,接口为BNC。
设置测量参数在信号源连接正确的前提下,需要设置合适的测量参数,包括带宽、采样率、触发模式等。
一般情况下,数字示波器都有较为友好的图形设置界面,用户只需要按照提示设置即可。
开始测试设置完毕后,点击“Run”按钮,数字示波器即可开始测试,此时,设备将开始接收信号,并将其画成波形展示在屏幕上。
同时,数字示波器还可以对信号进行测量和分析。
用户可以通过观察波形来判断电路的工作状态,检测信号是否存在干扰等问题。
总结数字示波器DS1102E是一款高性能、易于操作的示波器设备。
通过数字化处理和存储,数字示波器能够实现更为准确的信号展示和测量,具有广泛的应用。
简谈⽰波器的数字滤波器的功能对于⽰波器的数字滤波器你了解吗?它的功能是什么?定义,优势,特性以及理想滤波器和实际滤波器的对⽐。
⼩编就来介绍⼀下,请看以下:⼀、数字滤波器的定义它可对特定频率的频点或该频点以外的频率进⾏有效滤除,是⼀种对信号有处理作⽤的器件或者电路。
相当于频率的“筛⼦”。
它输⼊输出均为数字信号,通过⼀定的运算关系改变输⼊信号所含频率成分的相对⽐例或者滤除某些频率成分的器件。
数字滤波器实现的⽅法的有两种:⼀种是使⽤计算机软件来实现;另⼀种⽅法是使⽤乘法器,延迟单元和加法器设计⼀个专⽤的数字硬件系统。
⼆、数字滤波器的优势数字⽰波器与模拟⽰波器相⽐较,其优势体现在三点,分别是精度更⾼、信噪⽐更⾼、可靠性更⾼。
三、数字⽰波器的分类数字⽰波器的种类很多,分类⽅法也不同。
(1)从功能上分:低通、⾼通、带通、带阻。
(2)从实现⽅法上分:FIR、IIR。
(3)从设计⽅法上来分:Butterworth(巴特沃斯)、Chebyshe(切⽐雪夫)、Ellips (椭圆)等。
(4)从处理信号分:经典滤波器、现代滤波器。
简单介绍四种典型⽰波器:低通、⾼通、带通、带阻。
幅频根据频率特性:低通滤波器:它允许信号中的低频或直流分量通过,抑制⾼频分量或⼲扰和噪声;通带0~ωC2,上截⽌频率ωC2⾼通滤波器:它允许信号中的⾼频分量通过,抑制低频或直流分量;通带ωC1~∞,下截⽌频率ωC1带通滤波器:它允许⼀定频段的信号通过,抑制低于或⾼于该频段的信号、⼲扰和噪声;通带ωC1~ωC2,上下截⽌频率ωC1、ωC2中⼼频率:ω0=sqrt(ωC1*ωC2)带宽:B=ωC1-ωC2品质因数:Q=ω0/B,反映滤波器的分辨率带阻滤波器:它抑制⼀定频段内的信号,允许该频段以外的信号通过。
通带0~ωC1,ωC2~∞,ω0=sqrt(ωC1*ωC2)理论上我们知道,低通与⾼通串联得带通滤波器;低通和⾼通并联得带阻滤波器。
四、理想滤波器和实际滤波器的对⽐根据图1四种幅频特性曲线可知,只有通带和阻带,通带中的增益为常数且信号幅值和相位基本不失真;阻带中的增益为零,频率成分衰减为零,通带与阻带之间有明显的分界线,这种为理想滤波器。
数字示波器与模拟示波器的对比 一、模拟和数字,各有千秋 廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代,雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具,带宽100MHz的同步示波器开发成功,这是近代示波器的基础。五 十年代半导体和电子计算机的问世,促进电子示波器的带宽达到100MHz。六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献,出现带宽 6GHz的取样示波器、带宽6GHz的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平,为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。模拟示波器从此没有更大的进展,开始让位于数字示波器,英国和法国甚至退出示波器市场,技术以美国领先,中低档产品由日本生产。
模拟示波器要提高带宽,需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能,对示波管和扫描电路没有特殊 要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理,以及多种触发和超前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起,成果累累,大有全面取代模拟示波器之势,模拟示波器的确从前台退到后台。 但是模拟示波器的某些特点,却是数字示波器所不具备的:
操作简单——全部操作都在面板上,波形反应及时,数字示波器往往要较长处理时间。 垂直分辨率高——连续而且无限级,数字示波器分辨率一般只有8位至10位。 数据更新快——每秒捕捉几十万波形,数字示波器每秒捕捉几十个波形。 实时带宽和实时显示——连续波形与单次波形的带宽相同,数字示波器的带宽与取样率密切相关,取样率不高时需借助内插计算,容易出现混淆波形。 简而言之,模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形,在规定的带宽内可非常放心进行测试。人类五官中眼睛视觉十分灵敏,屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断,微细变化都可感知。因此,模拟示波器深受使用者的欢迎。 二、数字示波器独领风骚 八十年代的数字示波器处在转型阶段,还有不少地方要改进,美国的TEK公司和HP公司都对数字示波器的发展作出贡献。它们后来甚至停产模拟示波器,并且只 生产性能好的数字示波器。进入九十年代,数字示波器除了提高带宽到1GHz以上,更重要的是它的全面性能超越模拟示波器。出现所谓数字示波器模拟化的现 象,换句话说,尽量吸收模拟示波器的优点,使数字示波器更好用。
数字示波器首先在取样率上提高,从最初取样率等于两倍带宽,提高至五倍甚至十倍,相应对正弦波取样引入的失真也从100%降低至3%甚至1%。带宽1GHz的取样率就是5GHz,甚至10GHz。 其次,提高数字示波器的更新率,达到模拟示波器相同的水平,最高可达每秒40万个波形,对观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲就方便多了。
再次,采用多处理器加快信号处理能力,从多重菜单的烦琐测量参数调节,改进为简单的旋钮调节,甚至完全自动测量,使用上与模拟示波器同样方便。
最后,数字示波器与模拟示波器一样具有屏幕的余辉方式显示,赋于波形的三维状态,即显示出信号的幅值、时间以及幅值在时间上的分布。具有这种功能的数字示波器称为数字荧光示波器或数字余辉示波器。
三、数字示波器要有模拟功能 模拟示波器用阴极射线示波管显示波形,示波管的带宽与模拟示波器的相同,亦即示波管内的电子运动速度与信号频率成正比,信号频率越高电子速度越快,示波管 屏幕的亮度与电子束的速度成反比,低频波形的高度高,高频波形的高度低。利用荧光屏的亮度或灰度容易获得信号的第三维信息,如用屏幕垂直轴表示幅度,水平 轴表示时间,则屏幕亮度可表示信号幅度随时间分布的变化。这种与时间有关的荧光余辉(灰度定标)效应对观察混合波形和偶发波形十分有效。模拟存储示波器就 是这种专用示波器的代表产品,最高的性能达到800MHz带宽,可记录到1ns左右的快速瞬变偶发事件。
数字示波器缺少余辉显示功能,因为它是数字处理,只有两个状态,非高即低,原则上波形也是“有”和“无”两个显示。为达到模拟示波器那样的多层次亮度变 化,必需采用专用图像处理芯片,例如TEK公司采用DPX型处理器芯片,具有数据采集、图像处理和存储等多项功能,DPX芯片由130万个晶体管组成,采 用0.65um的CMOS工艺,并行流水结构,取样率2GS/s。它既是数据采集芯片,同时也是光栅扫描器,模拟示波管屏幕荧光体的发光特性,用16级亮 度分级,将波形存储在500*200像素的LCD单色或彩色显示屏上,每0.33秒更新一次。由于模拟存储示波器只能依靠照相底片记录波形,对数据保存并 不十分方便。例如用红色表示出现机率最高的波形,兰色表示出现机率最低的波形,达到一目了然。由于数字示波器已经达到1GHz带宽的水平,配合荧光显示特 性,总的性能优于模拟存储示波器。
四、数字荧光示器 去年著名电子示波器制造商TEK公司首先推出数字荧光示波器两种系列TDS500(单色)和TDS700(彩色),具有500MHz-2GHz带宽,取样 率最高2GHz,最多4通道输入,属于中高档数字示波器,价位在10,000美元以上。今年生产一种TDS3000系列数字荧光示波器,起价只3,000 美元,带宽500MHz ,取样率最高5GS/s,受到用户的欢迎。另一家专门生产数字示波器的LeCroy公司,今年也推出一种数字余辉示波器,名称虽有别于数字荧光示波器,它 们的功能实际上是相同的。Waverunner系列的带宽500MHz,取样率500MS/s,最多4通道输入,起价5,999美元。
以下较详细介绍这两种系列数字示波器的特点: 普通数字示波器要观察偶发事件需要使用长时间记录,然后作信号处理,这种办法会漏掉非周期性出现的信号和不能显示信号的动态特性。数字荧光示波器能够显示 复杂波形中的微细差别,以及出现的频繁程度。例如观察电视信号,既有行扫描、帧扫描、视频信号和伴音信号,还要记录电视信号中的异常现象,对于专业人员和 维修人员都是同样重要的。
1.TEK公司的TDS3000数字荧光示波器提供多种测试模块,可以从前面板右上角插入四种模块。例如触发模块可作逻辑状态、逻辑图形触发,以及脉冲参 数(上升、下降边,宽度、周期等);电视模块专用于多种制式的(NTCS、PAL和SECAM)波形记录;快速傅里叶变换(FFT)模块可快速显示信号的 频率成分和频谱分布,既可分析脉冲响应,亦可分析谐波分布,并且识别和定位噪声和干扰来源。 TDS3000系列示波器是便携式的,重量不到7磅,可由电池供电,特别适于现场使用。 2.LeCroy公司的Waverunner系列数字余辉示波器的余辉时间常数是可以改变的,因此在使用上与模拟存储示波器非常相似。它的抖动和定时分析 (JTA)软件包可对屏幕显示的信号作定量分析,例如,经过数字处理后可在脉冲抖动的波形下面划出亮线,亮线长度表示抖动范围,最亮部分表示最常出现的抖 动区。积累波形数目达10万个,结果可绘制成直方图。 Waverunner示波器还有两种测试用软件包:数字和测量软件包,波形分析软件包。前者可自动测量和分析40种常用参数(如脉冲上升、下降时间,最 大、最小值,偏差值等),预测某种参数的趋势(如测量IC的传输延时的变动范围)。后者包括FFT分析,最多可达10(6)点的记录长度;高分辨率方式; 包络方式;模板测试;合格/不合格测试等。各种测试结果均利用彩色显示器的不同颜色不同亮度表示结果,真正让使用者的视觉获得迅速的反应,充分发挥余辉灰 度的三维效应。
模拟示波器和数字存储示波器的选择和使用 1、分类 按测量被测信号所使用的技术,它可分为模拟示波器、数字存储示波器(DSO)和混合示波器(混合信号示波器,MSO)等几大类。 1.1模拟示波器 一台完整的模拟示波器通常由阴极射线管CRT、Y通道、X通道和电源等几部分组成。其中CRT主要包括电子枪、荧光屏和偏转板三个部分。输入的被测信号 经放大直接加在Y轴偏转板上,同时用一个与时间成正比的锯齿波电压加在X轴偏转板上,使电子枪产生的电子束在静电力的作用下产生偏转,光点就会在荧光屏上 描绘出被测信号随时间变化的波形。为了显示多个被测信号,通常在Y通道中插入了通道转换器,使它们轮流加到Y偏转板上。为了保证加在X轴偏转板上的锯齿波 电压每次都从被测信号上的一个确定的点开始扫描,以此稳定被显示的波形,X通道一般都设有同步触发电路。 1.2数字存储示波器 数字存储示波器(DSO)虽然也由显示器或CRT、Y通道、X通道和电源等几部分组成,但Y通道中插入了A/D转换器、D/A转换器和数字存储器等。测 量过程中运用了数字信号处理技术,并在单片机的控制之下有条不紊的工作。首先按预先设定的时间间隔对被测的模拟信号采样,然后,通过A/D转换器将这些采 样值转换成对应的数字量和循环存入存储器中。需要显示测量结果或分析结果时,单片机从存储器读出存入的数据,处理后以数字方式或模拟方式将它们转换成模拟 波形或要求的形式显示在显示器上。因为这种示波器运用了采样量化和数字信号处理技术,由此带来了许多超越模拟示波器的优点。 1.3组合示波器 组合示波器(混合信号示波器,MSO)是将DSO和模拟示波器或逻辑分析仪或数字万用表(DMM)等两、三种仪器有机组合在同一机箱中的混合型仪器,它集成了多台仪器的功能和优点,以此满足用户的更多更高的测试要求。 安捷伦Agilent的54832D、54833D、54831D、54830D、54642D、54641D、54622D、54621D示波器,Fluke的190系列万用示波表、TK的THS700A系列示波器/数字万用表等是一些典型的组合型示波器。 2、特性 与模拟示波器比,DSO使用了采样量化技术和晶振等器件,因此,具有更高的幅度测量准确度和时间测量准确度。DSO具有丰富的触发功能,能存储触发前后 的相关数据;能有效地测量单次信号;能在同一时刻采集、存储多个被测量;能永久存储测得的数据,包括制作成硬拷贝;能反复再现测得的波形;能对测得的波形 数据进行处理,如将测得的电压、电流相乘,求得此时刻的功率,又如对测得的数据进行统计分析,求均值、极值、数字滤波、积分、微分、作FFT运算等; DSO具有通用接口;能预先存储测试序列和在微机的控制之下进行自动测试;对测得的数据能与事先设置的参考波形或一组波形参数进行比较,如超出限定的范 围,则立即声光告警或发中断信号给主机等。 不过,DSO的造价一般都比模拟示波器高,测量的实时性也不如它。模拟示波器的波形更新速率很 高,最高超过400000次/s,它具有“无限的分辨率”,每一时刻都能显示该时刻的输入电压,而DSO在“采集-存储-再现”之间存在明显的时间延迟。 因为波形亮度变化正比于信号在某一特定电平的持续时间,因此,一些信号的变化也会在模拟示波器上以这种形式表现出来。DSO缺乏这种显示效果。 尽管DSO还有一些地方需要改进,性价比还需进一步提高,但是,它代表了电子示波器的发展方向。据前几年的市场调查知,DSO的产销量已占了整个示波