對于比較慢的信號,示波器能夠采到足夠的采樣點(diǎn)來顯示波形,而對于比較快的信號(這里的快慢是針對示波器的采樣頻率來講的),示波器不能夠采到足夠的采樣點(diǎn)來顯示波形。因此,示波器采樣一般采用兩種方法來對信號采樣,一是實(shí)時采樣,二是等效采樣。
1.實(shí)時采樣:一次按照順序來采集采樣點(diǎn),然后采用計算方法內(nèi)插一些數(shù)據(jù),內(nèi)插技術(shù)是評估用一些點(diǎn)來組成波形是否和原來的圖像的靠近程度,一般的內(nèi)插技術(shù)(waveforminterpolation)有線性和sin(x)/x兩種。如果沒有特別表明的情況下,示波器給出的采樣速率都是實(shí)時采樣速率,也就是一次采樣的速率。實(shí)時采樣示意圖如上面所示,它在一次采樣中采盡量多的點(diǎn),而且都是順序采樣的。由于采樣得到的點(diǎn)是離散的點(diǎn),而我們顯示一般情況下都是顯示波形曲線(當(dāng)然也可以用點(diǎn)顯示模式,但是很少用),這就涉及到一個內(nèi)插的問題,將點(diǎn)還原為曲線,一般有兩種方法:直線連接和曲線模擬,曲線模擬主要使用正弦曲線做擬合,效果分別見下面所示。 SDS5000X示波器打開統(tǒng)計功能可顯示參數(shù)當(dāng)前值,平均值,最小值,最大值,標(biāo)準(zhǔn)差和統(tǒng)計次數(shù)。了解示波器問題
示波器是一種電子測量儀器,可以在無干擾的情況下監(jiān)控輸入信號,隨后以圖形方式采用簡單的電壓與時間格式顯示這些信號。您的教授在其學(xué)生時代使用的這類示波器可能就是完全基于模擬技術(shù)的示波器。這些采用早期技術(shù)的示波器通常稱為模擬示波器,具有限定的帶寬,不執(zhí)行任何種類的自動測量,而且要求輸入信號是重復(fù)的(連續(xù)出現(xiàn)并重復(fù)輸入信號)。執(zhí)行示波器測量時的一項任務(wù)通常是將示波器探頭連接在測試設(shè)備與示波器的輸入 BNC 接口之間。示波器探頭在測試點(diǎn)提供相對較高的輸入阻抗端子功能(高電阻,低電容)。高阻抗連接對于將測量儀器與測試電路分隔開來非常重要,因?yàn)槲覀儾幌M静ㄆ骷捌涮筋^改變測試信號的特征。了解示波器問題SDS5000X示波器支持多達(dá)11種智能觸發(fā)類型,能快速觸發(fā)不同特征的信號。
模擬示波器的某些特點(diǎn),卻是數(shù)字示波器所不具備的:操作簡單——全部操作都在面板上,波形反應(yīng)及時,數(shù)字示波器往往要較長處理時間。垂直分辨率高——連續(xù)而且無限級,數(shù)字示波器分辨率一般只有8位至10位。數(shù)據(jù)更新快——每秒捕捉幾十萬波形,數(shù)字示波器每秒捕捉幾十個波形。實(shí)時帶寬和實(shí)時顯示——連續(xù)波形與單次波形的帶寬相同,數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān),取樣率不高時需借助內(nèi)插計算,容易出現(xiàn)混淆波形。模擬示波器為工程技術(shù)人員提供眼見為實(shí)的波形,在規(guī)定的帶寬內(nèi)可非常放心進(jìn)行測試。人類五官中眼睛視覺十分靈敏,屏幕波形瞬間反映至大腦作出判斷,微細(xì)變化都可感知。因此,模擬示波器深受使用者的歡迎。
在將信號接入示波器之前,請分析即將測量的信號大致是什么樣的,如信號幅度、峰峰值、最大值、最小值、頻率、時間、電壓信號還是電流信號等,這些將決定我們使用什么樣的什么樣的示波器探頭,在接下來如何設(shè)置示波器觸發(fā)條件,及測量項目。首先根據(jù)之前分析的信號特征預(yù)設(shè)一個觸發(fā)電平,觸發(fā)信號與觸發(fā)電平比較,當(dāng)觸發(fā)信號穿越觸發(fā)電平后,電壓比較器立即產(chǎn)生一個快沿觸發(fā)脈沖,去驅(qū)動下一級硬件,這樣即可進(jìn)行邊沿觸發(fā)。觸發(fā)信號的來源可以是信號自身,也可以是一個同步的觸發(fā)信號(或外觸發(fā)信號)??梢园讶魏我粋€示波器通道或外觸發(fā)輸入通道切換到觸發(fā)器。 多線示波器。采用多束示波管,能在熒光屏上同時顯示兩個以上同頻信號的波形,沒有時差,時序關(guān)系準(zhǔn)確。
數(shù)字示波器通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號,只能通過努力去還原信號本來的樣子,要想達(dá)到100%還原是不可能的,那么這個還原就肯定會存在誤差,誤差小的時候我們能接受,有時候誤差大了可能信號基本的樣子都變了,那自然不是我們想要的。示波器作為一個系統(tǒng),影響其測量精度的因素有很多種,其中比較重要的因素就是示波器的帶寬和采樣率,而示波器的采樣率=存儲深度÷波形記錄時長,采樣率的上限和存儲深度是固定的,我們記錄波形的時長如果超過一定程度,由于存儲深度的限制,采樣率就必然相應(yīng)的也要降低。采樣率下降就有可能導(dǎo)致信號失真。無線示波器是在傳統(tǒng)示波器基礎(chǔ)上的革新設(shè)計,將體積巨大的示波器壓縮到充電寶大小,從而獲得便攜性。了解示波器問題
數(shù)字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉(zhuǎn)換器的性能,對示波管和掃描電路沒有特殊要求。了解示波器問題
模擬示波器采用的是模擬電路向屏幕發(fā)射電子,發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束,并打到屏幕上。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì),這樣電子束打中的點(diǎn)就會發(fā)出光來。數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器的工作方式是通過模擬轉(zhuǎn)換器(ADC)把被測電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,并對樣值進(jìn)行存儲,存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止,隨后,數(shù)字示波器重構(gòu)波形。數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲示波器(DSO),數(shù)字熒光示波器(DPO)和采樣示波器。了解示波器問題