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數字示波器:從功能來(lái)說(shuō),數字示波器與模擬示波器相同,只是從內部機理來(lái)說(shuō),數字示波器是采用模擬/數字變換器對波形進(jìn)行取樣及數字化得到波形的數據,并對數據進(jìn)行處理顯示的。由于數字示波器的數學(xué)運算功能,它可以是一臺具有波形顯示的電壓表、電流表、FFT頻率計、功率測量和波形參數分析的綜合智能性?xún)x表。數字示波器三巨頭:力科、泰克、安捷倫,國內很多廠(chǎng)商都推出自己的數字示波器,產(chǎn)品性能參差不齊,其中以普源(RIGOL)做數字示波器最早,而鼎陽(yáng)科技(Siglent)近幾年發(fā)展迅猛,作為最強勁的“黑馬”,大有從普源手中扛起國產(chǎn)示波器的領(lǐng)軍旗幟之勢
帶寬:示波器的帶寬描述示波器能夠觀(guān)測的信號頻率的特性,是以-3dB點(diǎn)(即信號幅度衰減一倍)作為定義的,所以100MHz的信號輸入到100MHz帶寬的示波器 ,我們觀(guān)測到的信號幅度就只有實(shí)際值的一半 。這樣要達到2%的測量精度,我們至少應當選擇5倍于最高頻率成分的帶寬示波器。帶寬一般又有單次帶寬跟重復信號帶寬之分。使用中示波器帶寬應包含探頭和示波器整個(gè)測量系統的問(wèn)題。國產(chǎn)示波器帶寬現階段都處于中下游水平,最高帶寬達到300MHz,國內現在能達到300MHz帶寬的廠(chǎng)商僅為鼎陽(yáng)科技(Siglent)跟北京普源(RIGOL),但鼎陽(yáng)科技300MHz帶寬、2GS/s采樣率的示波器已經(jīng)大量出貨,接收市場(chǎng)檢驗,相比較為穩定。
取樣率:
取樣率是數字示波器最關(guān)鍵的指標,數字示波器采用采樣器和A/D變換器對信號進(jìn)行采集,取樣率即指這時(shí)的A/D變換器工作速度,以 S/s 即,每秒采集的點(diǎn)數作為其單位。采樣一般有:實(shí)時(shí)采樣、等效采樣之分。實(shí)時(shí)采樣是最為直觀(guān)的采樣方式,它不僅適用捕獲重復信號、而且是捕獲非重復信號和單次信號的有效技術(shù)。以及是捕獲隱藏在重復信號中的毛刺和異常信號前提條件,但是實(shí)時(shí)采樣率由于硬件限制一般都不能太高,所以在高頻率測量時(shí)引用等效采樣技術(shù),等效采樣應用在重復性的周期信號,對于測量高頻率信號很有作用?偟膩(lái)說(shuō)在帶寬確定下,采樣率決定了示波器的精確捕獲和復現能力,如果采樣率不足,將會(huì )使信號失去高頻成分,使用中建議采樣率最好是帶寬的5倍以上。鼎陽(yáng)科技(Siglent)的實(shí)時(shí)采樣率為2GS/s/、等效采樣率高達50G S/s,屬于國產(chǎn)示波器的高端技術(shù)。
波形記錄:是示波器能夠記錄的最大點(diǎn)數,最大記錄長(cháng)度由示波器的存儲容量決定也叫存儲深度,要增加存儲容量才能增加記錄長(cháng)度,記錄時(shí)間=記錄長(cháng)度 / 采樣率, 由于時(shí)基和采樣率是聯(lián)動(dòng)的,所以時(shí)基的速度快慢將同時(shí)改變采樣率的高低。當采樣率達到指標定義最高速率時(shí),加快基速度的調整,采樣率將不能加快。在保證對單次信號進(jìn)行精確捕獲前提下,示波器存儲深度越長(cháng),波形的存儲時(shí)間就越長(cháng)。 由于示波器存儲深度有限。使用的不是示波器最高采樣率,對單次信號進(jìn)行捕獲時(shí)。提高采樣率可以提高對信號的捕獲精度和分辨率。但降低了存儲信號的時(shí)間存儲時(shí)間。采樣率和存儲深度有限,提高存儲時(shí)間只能降低采樣率,但降低采樣率將失去波形的細節同時(shí)失去快沿信號的高頻成份使上升時(shí)間變慢.
示波器存儲長(cháng)度對波形的記錄是以波形精確捕獲為前提。鼎陽(yáng)科技(Siglent)示波器最大提供2M的存儲深度,處于業(yè)界最大水平。遠遠領(lǐng)先于其它競爭對手。
波形更新率:及示波器每秒鐘能夠采集到的最大波形數。由于示波器內部需要對采集到的信號進(jìn)行處理,這將花費一些時(shí)間,此時(shí)示波器是不進(jìn)行波形采集工作的,即處于死區。所以很多的示波器每秒種只能采集一百到幾百個(gè)波形,這對波形的顯示起到一個(gè)制約的作用,但是在高的刷新率情況下首先要保證有足夠的采樣率,否則也是沒(méi)有實(shí)際意義,因為此時(shí)采集的波形根本沒(méi)有變化。
采樣方式:包括采樣、峰值檢測、平均
采樣:是最簡(jiǎn)單的捕獲模式,每一個(gè)采樣間隔,示波器存儲一個(gè)采樣點(diǎn)的值,并做為波形一個(gè)點(diǎn)。
峰值檢測:以最高的采樣速率運行ADC,既便設置的時(shí)基非常慢。采樣模式不能捕獲采樣點(diǎn)之間的快速變化的信號,而峰值檢測模式可以捕獲到。利用該模式可非常有效地觀(guān)察到偶爾發(fā)生的窄脈沖。
平均:是示波器把連續的各次波形采集的結果,通過(guò)計算連續捕獲得到的波形點(diǎn)的平均值,產(chǎn)生最后顯示的波形。采用平均捕獲模式,示波器要用更長(cháng)的時(shí)間才能響應信號的變化。平均模式在減少噪聲的同時(shí)并沒(méi)有損失帶寬將噪聲刪除,有利于對信號進(jìn)行精確測量
觸發(fā)類(lèi)型:發(fā)能使信號在正確的位置點(diǎn)同步水平掃描,使信號特性清晰。觸發(fā)控制按鈕可以穩定重復的波形并捕獲單次波形。
鼎陽(yáng)示波器強大的觸發(fā)包括:邊沿觸發(fā)、交替觸發(fā)、脈沖觸發(fā)、視頻觸發(fā)、斜率觸發(fā)。大多數用示波器的用戶(hù)只采用邊沿觸發(fā)方式,如果擁有其它觸發(fā)能力在某些應用上是非常有用的,特別是對新設計產(chǎn)品的故障查尋,先進(jìn)的觸發(fā)方式可將所關(guān)心的事件分離出來(lái),找出您關(guān)心的非正常問(wèn)題,從而最有效地利用采樣速率和存儲深度。
觸發(fā)方式:自動(dòng)、正常、單次
自動(dòng):波形在不管是否滿(mǎn)足觸發(fā)條件下都刷新
正常:波形滿(mǎn)足觸發(fā)條件下刷新,不滿(mǎn)足觸發(fā)條件時(shí)不刷新等待下一次觸發(fā)事件的發(fā)生
單次:在滿(mǎn)足觸發(fā)條件下采集一次,然后停止
觸發(fā)電路的作用就是在于保證每次時(shí)基在屏幕的掃描的時(shí)候,時(shí)基掃描都從輸入信號上的一上精確確定的點(diǎn)開(kāi)始
探頭補償:探頭在配合相應的示波器通道首次使用時(shí),一般要進(jìn)行探頭補償,也就是調整其無(wú)源探頭上面的旋鈕達到調節電容,使之達到阻抗匹配,從而對讓信號無(wú)失真地輸入示波器。探頭在使用過(guò)程中一般都需要此操作,方法就是:把探頭打到*10檔位,示波器也選擇*10檔位,然后把探頭掛到示波器的校準端上,此時(shí)會(huì )是一個(gè)方波,在欠補償跟過(guò)補償的情況下,方波的橫線(xiàn)不會(huì )跟基準線(xiàn)水平,就是通過(guò)調整探頭電容讓之與基準線(xiàn)水平。
靈敏度:示波器的靈敏度是以每格/伏特數來(lái)衡量的,在多數的示波器上,靈敏度控制都是按1-2-5的序列步進(jìn)變化的。
耦合:耦合控制機構決定輸入信號從示波器前面板上的BNC輸入端通到該通道垂直偏轉系統其它部分的方式,一般包括:AC耦合、DC耦合、接地 |
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