ksa-100电路图分析

USB300/USB320USB300/USB320数字存储示波卡数字存储示波卡数字存储示波卡

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USB300/USB320数字存储示波卡

第一章 概述

USB300 2CH-80MHz-8bits-256Ksa 数字存储示波卡

USB320 2CH-10MHz-12bits-128Ksa数字存储示波卡

是一种双通道、高精度的数字存储示波卡，为我公司USB200/USB220产品的升级产品，将它插入计算机USB口上，再运

行DsoView2.0虚拟示波器软件，便可组成一台价格便宜、人机界面友好、性能优良的数字存储示波器。它具有数据采集、

测量信号、过程监测、多种触发等功能，因此也大量应用于高速的数据采集系统、自动控制系统。

USB300主要性能指标

最大采样率： 80MHz

单台通道数： 并行双通道+外触发通道I

AD分辨率： 8bit，系统精度:≤±1%（直流）

存储容量： 64Ksa/CH,可扩展到512Ksa/CH

量程： ±100mV～±20V（共分8挡）

输入方式： BNC单端双极性电压输入

输入阻抗： 1MΩ；输入电容≤25PF

输入信号带宽： 0Hz～20MHz

通道间相位差： ≤1°(0Hz～2MHz)

带内波动： ≤±0.5dB(0Hz～1MHz)

时基范围： 80MHz~1KHz分16挡

耦合方式： AC/DC

触发模式： 正常、自动、单次

触发边沿： 上升、下降

触发模式： 正常、自动、单次

触发通道： CHA、CHB、EXT

通道间隔离度： ≥60Db

尺寸： 187mm×112mm

重量： 0.2Kg

USB300/USB320数字存储示波卡

USB320主要性能指标

最大采样率： 10MHz

单台通道数： 并行双通道+外触发通道

AD分辨率： 12bit，系统精度:≤±0.5%

存储容量： 每通道最大128Ksa/CH

量程： ±200mV～±40V（共分8挡）

MFLI 锁相放大器

瑞士苏黎世仪器公司 (Zurich Instruments) 的 MFLI 是一款数字锁相放大器，为中频和低频范围的测量设定了新的标准。MFLI 提供

两种版本，适用于“直流至 500 kHz”和“直流至 5 MHz””的频率范围（稍后可能从 500 kHz 升级至 5 MHz）。凭借精心开发的模拟和数

字前端，结合现场可编程门阵列 (FPGA) 提供的快速数字处理，MFLI 将优越的性能与出色的LabOne® 工具集融合到了一起。嵌入式数

据和网络服务器可直接连接至任何能够运行网络浏览器的设备。

MFLI 主要特点 • 直流 - 500 kHz / 5 MHz，60 MSa/秒，16 位 • 电流和差分电压输入 • LabOne® 工具集：示波器、扫频仪、频谱分析仪等 • 嵌入式 LabOne® 网络服务器即插即用 • USB 2.0 和 1 GbE 高速连接 • 交流线路和直流电源（电池）操作 • 选件不可在现场升级

MFLI 应用

• 截光器应用程序 • 脉冲激光器应用程序（例如高功率激光器） • 材料研究 • 量子和纳米电子学 • 材料研究 • 扫描隧道显微镜 • 低温物理学 • 四端传感 • 地震测量

MFLI 可用选件

MF-F5M 频率扩展

利用此选件，基本版的仪器可以升级至“直流 - 5 MHz”频率范围。升级是通过一个软件密钥在仪器上完成的，不需要任何硬件更改或将仪

器送回。此外，安装也可以在稍后任何时间进行。升级是与安装的选件装置独立的，除了适用的振荡器频率范围之外，不会对其他仪器

规格造成任何影响。

MF-MD 多体制解调器

多体制解调器选件通过添加以下选件来扩展您的 MFLI 功能：

• 3 个额外解调器，使解调器总数达到 4 个 • 3 个额外振荡器，使振荡器总数达到 4 个 • 1 个额外参考 PLL，使参考 PLL 总数达到 2 个

可以同时测量电流输入和电压输入，满足许多应用程序的要求（例如四端检测）。此外还能从一个信号中同时提取最多 4 个任意频率（包

SHS800X SHS1000X 系列手持示波表 数据手册 Rev. 01B 2022年8月

1 产品综述 SHS800X/SHS1000X 系列示波表集成两个示波器通道，包含200 MHz， 100MHz 和 70MHz带宽机型。内置1GSa/s采样率的高速ADC芯片。单通道模式下最大采样率1GSa/s，存储深度达12Mpts；双通道模式下，每通道采样率最大500MSa/s，存储深度6Mpts。 SHS800X系列示波表集成一个隔离万用表通道，可以测量最高600Vrms的DC/AC电压。万用表到保护地之间的安全电压可达到CAT III 300Vrms， CAT II 600Vrms，可以应用在实验室和具备保护接地的场景中。 SHS1000X 系列示波表实现了示波器通道，万用表通道，适配器和USB端口的全隔离。示波器通道及万用表通道到保护地间的安全电压均达到CAT III 600Vrms，CAT II 1000Vrms。可应用在浮地信号测试场景，全隔离设计更有效保护设备和人员安全。 SHS800X/SHS1000X 系列数字示波表支持超宽的输入电压范围，2mV（5mV）/div -100V/div，可支持最大400V的垂直偏移范围。小档位下具有超低底噪，可覆盖从小信号到高电压的多种测试场景。 SHS800X/SHS1000X系列示波表引入了新一代SPO（超级荧光示波器）技术，该技术可提供出色的信号保真度和性能。具有高灵敏度和低抖动的数字触发系统，波形捕获率最大到400000帧/秒。具有256级辉度等级及色温显示；支持丰富的智能触发、串行总线触发；标配解码功能，支持IIC、SPI、UART、CAN、LIN解码；支持历史模式（History）、顺序模式（Sequence）和增强分辨率模式（Eres）；具备丰富的测量和数学运算功能；1M点FFT可以得到非常细致的频率分辨率；12M全采样点的测量保证了测量精度和采样精度相同，采集系统性能可以媲美同等级的台式示波器。 SHS800X/SHS1000X 系列数字示波表内置波形记录仪功能，可以对采样点进行记录和分析，最高25KSa/s采样率，可以不间断存储22小时的采样数据。内置测量值记录仪则可以同时记录4组测量数据。低至0.1s的记录间隔下，最长记录时间达25小时。支持记录数据的调出和导出，分析结果快速方便。 SHS800X/SHS1000X 系列数字示波表集成6000计数数字万用表。支持真有效值测量，测量复杂电信号更加准确。 SHS800X/SHS1000X 系列数字示波表秉持被动散热的设计理念，采用密封、防尘和防滴水的外壳设计，防尘防水等级达到IP51，并通过了IEC60529的IP等级认证。产品兼具坚固防滑的橡胶磨砂的外壳，方便在较恶劣的空气环境中使用。 特性与优点 通道带宽：200 MHz， 100 MHz， 70 MHz 采用单片1GSa/s ADC芯片，通道交织时采样率1 GSa/s，通道全部开启时，每通道采样率500 MSa/s SPO技术  波形捕获率 100，000 帧/秒（正常模式） 400，000帧/秒（Sequence模式）  支持256级波形辉度及色温显示  存储深度达12 Mpts 数字触发系统 智能触发：边沿（Edge）、斜率（Slope）、脉宽（Pulse width）、窗口（Window）、欠幅（Runt）、间隔（Interval）、超时（Dropout）、码型（Pattern） 串行总线触发和解码，支持的协议IIC、SPI、UART、CAN、LIN 视频触发，支持HDTV 优异的本底噪声，电压档位低至2mV /div 示波器、万用表、记录仪间一键切换 8 种一键快捷操作，支持 Run/Stop、 Auto Setup、 Default、 Measure、 Cursors、 Display/Persist、 Clear Sweep 和 Print， 通过Shift组合按键可以激活更多功能 顺序模式（Sequence），最大可以将存储深度等分为80，000段，根据用户设置的触发条件，以非常小的死区时间分段捕获符合条件的事件 历史模式（History），最大可记录80，000帧波形 38种自动测量功能，支持测量统计、Zoom测量、Gating测量、Math测量、History测量、Ref测量 1M点FFT运算，支持Peaks、Markers、FFT点数可选 12M全采样点的测量和运算，通过协处理器完成，带来极快的用户体验 波形运算功能（FFT、加、减、乘、除、积分、微分、平方根） 用户自定义Default按键参数，实现Default按键的个性化需求 多国语言显示及嵌入式在线帮助 安全擦除功能，删除机器上所有的操作记录和用户数据，适用于安全等级高的行业 事件搜索和导航功能 波形记录仪支持1Sa/s～25kSa/s采样率记录波形采样点，支持记录到内部和外部存储器 测量值记录仪，记录间隔0.1s～10min，支持同时记录4组测量数据，可同时记录示波器测量值和万用表测量值 6000 计数万用表，支持直流电压电流、交流电压电流、电阻、电容，二极管、通断功能测量 万用表支持真有效值测量 5.6 英寸 TFT-LCD 显示屏，分辨率 640 * 480 隔离USB Host， USB Device（MicroUSB -TMC）接口 支持丰富的SCPI远程控制命令 安规认证锂电池，6900mAh容量，支持外部充电器充电 IP51 防尘防水等级 整机符合UL61010-1，UL61010-2-030，UL61010-2-033安全标准 SHS820X/SHS1202X SHS810X/SHS1102X SHS807X/SHS1072X SHS800X&SHS1000X 系列手持示波表

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）”。

INPUTWAVEFORMSAMPLEDWAVEFORMFIELD EFFECTTRANSISTOR (FET)SWITCH

HOLDCAPACITOR

SAMPLING 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