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示波器基本理論培訓(xùn)教程示波器基本理論培訓(xùn)教程目錄什么是示波器波和波形示波器技術(shù)的發(fā)展示波器的主要指標(biāo)及其選擇指南目錄什么是示波器示波器是形象地顯示信號(hào)隨時(shí)間變化波形地儀器,是一種綜合的信號(hào)特性測(cè)試儀,是電子測(cè)量?jī)x器的基本種類。示波器的用途:電壓表,電流表,功率計(jì)頻率計(jì),相位計(jì)脈沖特性,阻尼振蕩示波器的應(yīng)用:電子,電力,電工壓力,振動(dòng),聲,光,熱,磁以示波器為基礎(chǔ)的儀器:邏輯分析儀,時(shí)域反射儀,晶體管特性測(cè)試儀,心電圖。。。。什么是示波器示波器是形象地顯示信號(hào)隨時(shí)間變化波形地儀器,是一示波器概念示波器的主要功能是:精確地再現(xiàn)時(shí)間和電壓幅度的函數(shù)波形。用它可以即時(shí)地觀察電壓幅度相對(duì)時(shí)間的變化情況,從而獲得波形的質(zhì)量信息,如幅度和頻率,波形,不同波形的時(shí)間和相位的關(guān)系……在概念上,模擬示波器和數(shù)字示波器的測(cè)量的目標(biāo)是相同的,而在實(shí)際結(jié)構(gòu)上它們的內(nèi)部采用的技術(shù)不同,所以它們的表現(xiàn)形式并不相同。數(shù)字示波器的蓬勃發(fā)展與模擬示波器的逐漸消亡將成為歷史的必然趨勢(shì)。

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展賦予示波器更多波形捕獲能力,更多的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能,它可以是一臺(tái)具有波形顯示的功率計(jì),可以進(jìn)行波形參數(shù)分析,它還能存儲(chǔ)各種波形以及相關(guān)的信息……示波器概念示波器的主要功能是:精確地再現(xiàn)時(shí)間和電壓幅度的函數(shù)示波器的組成水平系統(tǒng)垂直系統(tǒng)掃描系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)顯示系統(tǒng)示波器的組成水平系統(tǒng)什么是波隨時(shí)間變化的模式稱為波,聲波、腦電波、海浪、電壓波形都是波波形能夠揭示信號(hào)的許多特性當(dāng)看到波形的高度變化,則表示電壓值在變化當(dāng)看到的是平坦的水平線,則表示在一段時(shí)間內(nèi),信號(hào)沒(méi)有變化。平直斜線表示線性變化,電壓以恒定的斜率上升或下降。波形中的尖角指示的是突然的變更什么是波隨時(shí)間變化的模式稱為波,聲波、腦電波、海浪、電壓波形波的類型大多數(shù)波都屬于如下類型:正弦波方波和矩形波三角波和鋸齒波階躍波和脈沖波噪聲波復(fù)雜波還有很多波是上述波形的組合波的類型大多數(shù)波都屬于如下類型:波的參數(shù)周期頻率正脈沖寬度負(fù)脈沖寬度上升時(shí)間下降時(shí)間幅度占空比+占空比-延遲相位突發(fā)寬度峰-峰值均值周期均值高低值最小值最大值過(guò)沖+過(guò)沖-均方值周期均方值波的參數(shù)周期相位示波器的類型模擬示波器模擬數(shù)字混合示波器數(shù)字示波器數(shù)字熒光示波器取樣示波器示波器的類型模擬示波器示波器的典型結(jié)構(gòu)ARTDSODPO放大器水平放大器垂直放大器延遲線觸發(fā)放大器多路分解器采集信號(hào)存儲(chǔ)器uP顯示存儲(chǔ)器A/D放大器數(shù)字熒光器A/DuP模擬實(shí)時(shí)顯示串行處理并行處理示波器的典型結(jié)構(gòu)ARTDSODPO放大器水平垂直延遲線觸發(fā)放波形的捕獲的比較模擬示波器數(shù)字熒光示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器波形的捕獲的比較模擬示波器數(shù)字熒光數(shù)字存儲(chǔ)示波器的波形捕獲率波形捕獲率也就是波形刷新率,已經(jīng)成為考核一臺(tái)示波器的重要參數(shù)之一;對(duì)于示波器來(lái)說(shuō),波形捕獲率高,就能夠組織更大數(shù)據(jù)量的波形質(zhì)量信息,尤其是在動(dòng)態(tài)復(fù)雜信號(hào)和隱藏在正常信號(hào)下的異常波形的捕獲方面,有著特別的作用。示波器的波形捕獲率波形捕獲率也就是波形刷新率,已經(jīng)成為考核一為什么數(shù)字示波器產(chǎn)品不能夠普通數(shù)字示波器的缺點(diǎn)

波形捕獲率低由于數(shù)據(jù)不夠,造成混跌2維數(shù)據(jù)顯示不能表明事件發(fā)生頻度為什么數(shù)字示波器產(chǎn)品不能夠普通數(shù)字示波器的缺點(diǎn)為什么模擬示波器產(chǎn)品不能夠模擬示波器的缺點(diǎn)只有純粹的視覺(jué)信息閃爍,丟失帶寬不夠只有邊沿觸發(fā),無(wú)預(yù)觸發(fā)

為什么模擬示波器產(chǎn)品不能夠模擬示波器的缺點(diǎn)數(shù)學(xué)熒光示波器特點(diǎn)將ART和DSO的定性和定量性能合二為一,是一項(xiàng)可觀的成就。提供三維的信號(hào)信息,可用它解釋信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性,包括信號(hào)瞬態(tài)變化情況和事件頻率,可精確地顯示復(fù)雜信號(hào),如視頻信號(hào)或數(shù)字波形上的高速異常信號(hào)等。DPO提供的信號(hào)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于DSO,可確??吹剿行盘?hào)細(xì)節(jié),;可防止出現(xiàn)數(shù)字混淆現(xiàn)象,并能夠輕松地捕獲偶發(fā)信號(hào)事件。數(shù)學(xué)熒光示波器特點(diǎn)將ART和DSO的定性和定量性能合二為一,示波器的刻度水平刻度垂直刻度觸發(fā)電平刻度格線示波器的刻度水平刻度垂直刻度觸發(fā)電平刻度格線示波器的主要指標(biāo)示波器的帶寬數(shù)字示波器的采樣率示波器的觸發(fā)和信號(hào)存儲(chǔ)先進(jìn)的DPO技術(shù)示波器的主要指標(biāo)示波器的帶寬選擇示波器的帶寬選擇示波器的帶寬帶寬是選擇示波器的第一參數(shù)示波器的結(jié)構(gòu)決定了帶寬的重要性:放大器的模擬帶寬決定了示波器的帶寬; 放大器是信號(hào)進(jìn)入示波器的大門(mén),它的帶寬決定了示波器的帶寬,示波器能請(qǐng)進(jìn)什么樣的信號(hào)由這個(gè)大門(mén)來(lái)決定。數(shù)字示波器的帶寬也是模擬帶寬。帶寬是選擇示波器的第一參數(shù)示波器的結(jié)構(gòu)決定了帶寬的重要性:帶寬測(cè)量AC波形的儀表通常有某種最大頻率,超過(guò)它,測(cè)量精度就會(huì)下降,這一頻率就是儀表的帶寬,它由儀器的幅頻特性決定。

定義:在幅頻特性中,儀表的靈敏度下降3dB,此時(shí)的頻率為儀表的帶寬。注:只能測(cè)量AC電壓的儀表,必須對(duì)高頻和低頻帶寬都加考慮。100%(0dB)71%(-3dB)儀表的帶寬(BW)

只能測(cè)量低頻交流的儀表在處也下滑。幅頻特性曲線帶寬測(cè)量AC波形的儀表通常有某種最大頻率,超過(guò)它,測(cè)量精度就選擇示波器的帶寬依據(jù)以諧波情況為核心選擇示波器;以上升沿情況選擇示波器;選擇示波器的帶寬依據(jù)以諧波情況為核心選擇示波器;波形諧波除絕對(duì)的正弦波之外,周期波含的一切頻率分量稱諧波。諧波頻率是基波頻的整數(shù)倍。周期波無(wú)論其波形如何都有諧波。周期波給定的頻率為基波頻率。方波基波為正弦波波形諧波除絕對(duì)的正弦波之外,周期波含的一切頻率分量稱諧波。諧以方波為例方波是由基波與無(wú)數(shù)奇次諧波疊加所構(gòu)成,包含的諧波越多,波形越近似方波。方波的質(zhì)量根據(jù)包含的諧波次數(shù),其近似程度有所不同。每個(gè)諧波的幅度必須使波形成為方波所需要的恰當(dāng)值。此外,諧波之間的相位關(guān)系也必須正確:

諧波以不等量延遲,即使諧波幅度正確,方波也會(huì)失真。疊加3次諧波疊加5次諧波基波疊加7次諧波疊加9次諧波方波以方波為例方波是由基波與無(wú)數(shù)奇次諧波疊加所構(gòu)成,包含的諧波越由方波為例得知正弦波只有一個(gè)基波,儀表的帶寬必須至少是波形的頻率。但是,在大多數(shù)情況下,這僅僅是最基本的,如果只是這樣,是不夠精確的,甚至是錯(cuò)誤的。要對(duì)波形進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量,對(duì)于非正弦波的波形,必須考慮其諧波。假如組成波形的主要諧波分量超出儀表的帶寬,那么我們就不能精確地測(cè)得波形的參數(shù)。由方波為例得知正弦波只有一個(gè)基波,儀表的帶寬必須至少是波形的測(cè)量20MHz的方波在20MHz帶寬示波器測(cè)試所顯示的結(jié)果在200MHz帶寬示波器測(cè)試所顯示的結(jié)果示波器所顯示的波形儀器帶寬對(duì)測(cè)量波形影響測(cè)量20MHz的方波在20MHz帶寬示波器測(cè)試所顯示的結(jié)果在帶寬對(duì)方波的影響帶寬如何在時(shí)域影響波形。信號(hào)進(jìn)入示波器首先是通過(guò)放大器,它是一個(gè)低通濾波器。放大器的帶寬很寬(和基波比較),輸出方波不表現(xiàn)失真。放大器的帶寬變窄,波形中的某些諧波不能通過(guò),輸出的方波發(fā)生畸變,產(chǎn)生誤差。放大器帶寬很窄,輸出的幾乎完全不像方波,由于缺少主要的諧波分量,波形呈圓弧狀。低通濾波器高帶寬時(shí)的輸出中帶寬時(shí)的輸出低帶寬時(shí)的輸出輸入輸出帶寬對(duì)方波的影響帶寬如何在時(shí)域影響波形。低通濾波器高帶寬時(shí)的波形的諧波與測(cè)量精度的關(guān)系 波形重要諧波數(shù)(基波10%)正弦波無(wú)諧波分量方波1:9三角波1:3脈沖波(占空比50%)1:9脈沖波(占空比25%)1:14脈沖波(占空比10%)1:26注:列出的影響波形的諧波數(shù)是基波的倍數(shù):波形的諧波與測(cè)量精度的關(guān)系 波形90%10%上升時(shí)間測(cè)量*上升時(shí)間理想的方波和脈沖波的電壓是有突然變化的波形,陡變有一定時(shí)間這取決于系統(tǒng)帶寬及其他電路參數(shù)。波形從一種電壓變至另一種電壓的時(shí)間稱為上升時(shí)間上升時(shí)間通常在過(guò)渡的10%至90%處90%10%上升時(shí)間測(cè)量*上升時(shí)間理想的方波和脈沖波的電壓是測(cè)量?jī)x表的帶寬將影響脈沖和方波的上升時(shí)間,上升時(shí)間和帶寬的關(guān)系由下式?jīng)Q定:T上升=0.35/BWBW=帶寬(-3dB時(shí)的頻率)(單位Hz)波形從最小值過(guò)渡到最大值越快,所含諧波就越多,波形所含的頻率量也越高。儀表的上升時(shí)間應(yīng)小于被測(cè)量信號(hào)波形的上升時(shí)間。測(cè)量所得的上升時(shí)間=信號(hào)上升時(shí)間2+測(cè)量?jī)x表上升時(shí)間2上升延同帶寬的關(guān)系測(cè)量?jī)x表的帶寬將影響脈沖和方波的上升時(shí)間,上升時(shí)間和帶寬的關(guān)波形上升時(shí)間與測(cè)量精度的關(guān)系 1:1 41% 2:1 22% 3:1 12% 4:1 5% 5:1 2% 7:1 1% 10:1 0.5%信號(hào)上升時(shí)間儀表上升時(shí)間之比 上升時(shí)間測(cè)量精度%波形上升時(shí)間與測(cè)量精度的關(guān)系 1:1 總結(jié):選擇示波器的帶寬波形的重要諧波列出的影響波形的諧波數(shù)是基波的倍數(shù):波形重要諧波數(shù)(基波10%)正弦波1:1方波1:9三角波1:3脈沖波(占空比50%)1:9脈沖波(占空比25%)1:14脈沖波(占空比10%)1:26(正弦波基波為:1)

上升時(shí)間與測(cè)量精度信號(hào)上升時(shí)間上升時(shí)間儀表上升時(shí)間測(cè)量精度

之比%

1:141%2:122%3:112%4:15%5:12%7:11%10:10.5%總結(jié):選擇示波器的帶寬波形的重要諧波列出的影響波形的諧波數(shù)是采樣原理及應(yīng)用采樣原理及應(yīng)用數(shù)字示波器采樣技術(shù)采樣技術(shù)數(shù)字等效采樣數(shù)字實(shí)時(shí)采樣取樣技術(shù)不同,使數(shù)字示波器帶寬定義復(fù)雜化重復(fù)信號(hào)帶寬即模擬帶寬(放大器帶寬)單次信號(hào)帶寬數(shù)字示波器采樣技術(shù)采樣技術(shù)采樣率與單次信號(hào)帶寬的關(guān)系奈奎斯特取樣原理在正弦波上采樣,需要在一個(gè)周期采集最少兩個(gè)以上的點(diǎn)就可重現(xiàn)波形fs(取樣率)>2BW(信號(hào)頻率)例:100M正弦波信號(hào),最少采樣率?2X100M=200MS/s數(shù)字示波器的單次帶寬定義為單次(瞬態(tài))信號(hào)測(cè)量中可獲得的最大帶寬BWs=fs(采樣率)

kR(與重現(xiàn)技術(shù)有關(guān)的內(nèi)插系數(shù))2.5.4.10.例:內(nèi)插系數(shù)為4,采樣率為100MS/s,示波器單次帶寬?100MS/s4=25MHz采樣率與單次信號(hào)帶寬的關(guān)系奈奎斯特取樣原理數(shù)字等效采樣技術(shù)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次觸發(fā)從重復(fù)性信號(hào)的不同的周期經(jīng)過(guò)多次單采樣,取得足夠的采樣點(diǎn)來(lái)重建這個(gè)重復(fù)信號(hào)的波形。等效采樣必須滿足兩個(gè)前提條件:

1、信號(hào)必須是重復(fù)的2、必須能穩(wěn)定觸發(fā)數(shù)字等效采樣技術(shù)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次觸發(fā)從重復(fù)性信號(hào)的不同的周只需一次觸發(fā)已采集信號(hào)所有資料實(shí)時(shí)采樣是最直觀的采樣方式,采樣率超過(guò)模擬帶寬4-5倍或更高。每通道都有同樣的表現(xiàn),單一頻帶寬,重復(fù)帶寬=單次帶寬不僅適用捕獲重復(fù)信號(hào),而且是捕捉單次信號(hào)以及隱藏在重復(fù)信號(hào)中的毛刺和異常信號(hào)的有效方法。數(shù)字實(shí)時(shí)(Real-Time)采樣(DRT)只需一次觸發(fā)已采集信號(hào)所有資料實(shí)時(shí)采樣是最直觀的采樣方式,采數(shù)字等效采樣與實(shí)時(shí)采樣比較采樣間隔數(shù)字等效采樣與實(shí)時(shí)采樣比較采樣間隔采樣采樣點(diǎn)數(shù)字化需要的保持時(shí)間采樣間隔采樣是等間隔地進(jìn)行;采樣率以“點(diǎn)/秒”來(lái)表示。采樣采樣點(diǎn)數(shù)字化需要的采樣間隔采樣是等間隔地進(jìn)行;采樣時(shí)發(fā)生了什么?采樣過(guò)程信號(hào)采樣數(shù)字化存儲(chǔ)采樣保持轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)順序存儲(chǔ)屏幕顯示選定部分的內(nèi)存屏幕1011100111110101...11…01…11…11…10…01…00…11…采樣時(shí)發(fā)生了什么?采樣過(guò)程信號(hào)采樣數(shù)字化存儲(chǔ)采樣保持轉(zhuǎn)換成為采樣過(guò)程模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)經(jīng)變換后最終恢復(fù)成模擬波形顯示在示波器上,通俗地說(shuō),采樣實(shí)際上是在用點(diǎn)來(lái)描繪進(jìn)入示波器的模擬信號(hào)。“死區(qū)”指的是儀表不捕獲信號(hào)的時(shí)間,如:數(shù)字化過(guò)程、數(shù)據(jù)處理過(guò)程,模擬示波器的回掃過(guò)程……數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中,還可以進(jìn)行預(yù)觸發(fā),后觸發(fā)的觀察與分析。采樣過(guò)程模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)經(jīng)變換后最終恢復(fù)成模擬波形顯示泰克公司數(shù)字實(shí)時(shí)采樣技術(shù)輕易地捕捉到5ns的毛刺最小水平時(shí)基為100ns,即未能對(duì)單次毛刺進(jìn)行捕捉采樣率對(duì)單次信號(hào)的捕獲的影響泰克公司數(shù)字實(shí)時(shí)采樣技術(shù)輕易地捕捉到5ns的毛刺最小水平時(shí)基欠幅脈沖捕捉毛刺捕捉實(shí)際工作中,比如:沖擊電流、破壞性試驗(yàn)的捕捉和測(cè)量,對(duì)欠幅脈沖、單脈沖、毛刺、電源中斷、電壓擊穿、開(kāi)關(guān)特性等等瞬態(tài)信號(hào)和非重復(fù)信號(hào)進(jìn)行捕捉和分析,這些都是每天都要面對(duì)的。(穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的分析)單次信號(hào)的捕獲應(yīng)用廣泛欠幅脈沖捕捉毛刺捕捉實(shí)際工作中,比如:沖擊電只需一次觸發(fā)已采集信號(hào)所有資料實(shí)時(shí)采樣是最直觀的采樣方式,采樣率超過(guò)模擬帶寬4-5倍或更高。重復(fù)帶寬=單次帶寬不僅適用捕獲重復(fù)信號(hào),而且是捕捉單次信號(hào)以及隱藏在重復(fù)信號(hào)中的毛刺和異常信號(hào)的有效方法。數(shù)字實(shí)時(shí)采樣技術(shù)只需一次觸發(fā)已采集信號(hào)所有資料實(shí)時(shí)采樣是最直觀的采樣方式,單次采樣帶寬也就是我們常說(shuō)的實(shí)時(shí)帶寬,它是由模擬帶寬、采樣率以及波形重建的方法共同決定,因此它決定了所構(gòu)建的單次波形的完整性。波形重建的方法主要是指波形再現(xiàn)的插值算法。幅度時(shí)間對(duì)于單次事件,示波器必須具有足夠的采樣速率用以恢復(fù)單次捕捉所獲得的波形。奈奎斯特抽樣定律中指出采樣率至少為信號(hào)最高頻率帶寬的2倍從而保證信號(hào)在恢復(fù)時(shí)不發(fā)生混迭現(xiàn)象。單次采集帶寬單次采樣帶寬也就是我們常說(shuō)的實(shí)時(shí)帶寬,它是由模擬帶寬、采樣總結(jié):采樣率的選擇我們?cè)诖_定示波器的帶寬后,還要選擇足夠的采樣率來(lái)與之相配合,這樣才能獲得適合于實(shí)際測(cè)量中的實(shí)時(shí)帶寬,從而獲得滿意的測(cè)量結(jié)果。如果在實(shí)際的測(cè)量中,比較重視單次信號(hào)的精確信息,我們建議采樣率要在帶寬的五倍以上,最好能在八到十倍。總結(jié):采樣率的選擇我們?cè)诖_定示波器的帶寬后,還要選擇足夠的采示波器的觸發(fā)和信號(hào)存儲(chǔ)示波器的觸發(fā)和信號(hào)存儲(chǔ)示波器的觸發(fā)觸發(fā)電路的作用就是保證每次時(shí)基在屏幕上掃描的時(shí)候,都從輸入信號(hào)上與定義的觸發(fā)點(diǎn)相同的點(diǎn)開(kāi)始,這樣每一次掃描的波形就同步的,從而顯示穩(wěn)定的波形,見(jiàn)圖b/c;沒(méi)有觸發(fā)電路在屏幕上看到的將會(huì)是具有隨機(jī)起點(diǎn)的很多波形雜亂重疊的圖象,見(jiàn)圖a。觸發(fā)是使用示波器最麻煩的一點(diǎn),示波器提供了許多觸發(fā)方式,可根據(jù)測(cè)量問(wèn)題加以應(yīng)用。作為數(shù)字示波器來(lái)說(shuō),觸發(fā)實(shí)際上參與了確定波形的存儲(chǔ)起點(diǎn)。}}}321不正常觸發(fā)正常觸發(fā)abc示波器的觸發(fā)觸發(fā)電路的作用就是保證每次時(shí)基在屏幕上掃描的時(shí)候觸發(fā)耦合觸發(fā)耦合:觸發(fā)信號(hào)與觸發(fā)電路的耦合方式默認(rèn)時(shí)為DC耦合,觸發(fā)源直接連到觸發(fā)電路交流耦合:觸發(fā)源通過(guò)一個(gè)串聯(lián)的電容連到觸發(fā)電路HF抑制:使觸發(fā)源信號(hào)通過(guò)低通濾波器以抑制高頻分量,這意味即使一個(gè)低頻信號(hào)中包含很多高頻噪聲,仍能使其按低頻信號(hào)觸發(fā)。LF抑制:使觸發(fā)源信號(hào)通過(guò)一個(gè)高通濾波器以抑制其低頻成分,這對(duì)于顯示包含很多電源交流聲的信號(hào)時(shí)的情況是很有用的。TV觸發(fā):在TV模式下觸發(fā)電平控制不起作用。這時(shí)示波器使用視頻信號(hào)中的同步脈沖作為觸發(fā)信號(hào)。TV觸發(fā)有兩種模式,TVF場(chǎng)和TVL行數(shù)字示波器的高級(jí)觸發(fā)功:?jiǎn)未?、毛刺、寬度、欠幅脈沖、斜率、建立/保持邏輯(定時(shí)關(guān)系和狀態(tài)分析)TV(可選場(chǎng)/行和行計(jì)數(shù))觸發(fā)耦合觸發(fā)耦合:觸發(fā)信號(hào)與觸發(fā)電路的耦合方式觸發(fā)隔離(Holdoff)有些信號(hào)具有多個(gè)可能的觸發(fā)點(diǎn),如右圖數(shù)字信號(hào)。 該信號(hào)雖然在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)是重復(fù)的,但是在短時(shí)間內(nèi)情況則不然,這樣一來(lái),正常觸發(fā)掃描出的波形出現(xiàn)混迭。為解決這個(gè)問(wèn)題,采用了觸發(fā)隔離功能,即在各次掃描之間加入延遲時(shí)基,使得掃描的每次觸發(fā)總是從相同的信號(hào)沿開(kāi)始。從而得到穩(wěn)定的波形顯示。另一方面,觸發(fā)隔離的使用顯然在波形捕獲方面遭到了損失。隔離時(shí)間過(guò)短波形混迭正確隔離時(shí)間觸發(fā)隔離(Holdoff)有些信號(hào)具有多個(gè)可能的觸發(fā)點(diǎn),記錄長(zhǎng)度定義:

一個(gè)波形記錄是指可被示波器一次性采集的波形點(diǎn)數(shù)。最大的記錄長(zhǎng)度由示波器的存儲(chǔ)容量決定,要增加存儲(chǔ)容量才能增加記錄長(zhǎng)度。記錄長(zhǎng)度和觀看波形細(xì)節(jié)有關(guān):記錄長(zhǎng)度定義:波形的存儲(chǔ)示波器的存儲(chǔ)由兩個(gè)方面來(lái)完成:觸發(fā)信號(hào)和延時(shí)的設(shè)定確定了示波器存儲(chǔ)的起點(diǎn);示波器的存儲(chǔ)深度決定了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的終點(diǎn)。記錄時(shí)間=記錄長(zhǎng)度/采樣率觸發(fā)點(diǎn)延時(shí)時(shí)間記憶長(zhǎng)度起點(diǎn)終點(diǎn)波形的存儲(chǔ)示波器的存儲(chǔ)由兩個(gè)方面來(lái)完成:觸發(fā)點(diǎn)延時(shí)時(shí)間記憶長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度的計(jì)算記錄時(shí)間=記錄長(zhǎng)度/采樣率舉例:TDS3012B,記錄長(zhǎng)度10K約為10000點(diǎn)時(shí)基與采樣率的關(guān)系記錄長(zhǎng)度的計(jì)算記錄時(shí)間=記錄長(zhǎng)度/采樣率

數(shù)字示波器的一個(gè)最顯著特點(diǎn)在于它容許用戶觀看觸發(fā)前的事件。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)被連續(xù)地存儲(chǔ)到內(nèi)存中,同時(shí)觸發(fā)事件在數(shù)據(jù)量足夠后停止采集。預(yù)觸發(fā)/后觸發(fā)采樣點(diǎn)數(shù)字化時(shí)間等間隔可選的預(yù)/后觸發(fā)數(shù)字示波器的一個(gè)最顯著特點(diǎn)在于它容許用戶觀看毛刺預(yù)觸發(fā)單次采樣其他方面應(yīng)用如:開(kāi)關(guān)特性輸入和輸出瞬態(tài)特性,以輸出信號(hào)觸發(fā)來(lái)觀看研究輸入的小信號(hào)。捕捉毛刺預(yù)觸發(fā)毛刺其他方面應(yīng)用如:開(kāi)關(guān)特性輸入和輸出瞬態(tài)數(shù)字示波器的高級(jí)觸發(fā)功能高級(jí)觸發(fā)功能的模式,主要針對(duì)數(shù)字信號(hào):首先,對(duì)偶爾出現(xiàn)問(wèn)題的信號(hào)現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè);確定脈沖的受限狀態(tài)況,以及安排用一個(gè)脈沖,或者是與這些狀況相匹配的脈沖來(lái)觸發(fā)。具體形式有:脈沖寬度觸發(fā);矮脈沖觸發(fā);脈沖斜率觸發(fā);邏輯觸發(fā)建立/保持時(shí)間觸發(fā)……數(shù)字示波器的高級(jí)觸發(fā)功能高級(jí)觸發(fā)功能的模式,主要針對(duì)數(shù)字信號(hào)數(shù)字示波器滾動(dòng)模式滾動(dòng)模式是一種可以應(yīng)用于全連續(xù)顯示的方式 在這種模式下,示波器采集采樣點(diǎn)并立即將采集的數(shù)據(jù)復(fù)制到顯示存儲(chǔ)器。而這些新的采樣點(diǎn)顯示于屏幕的右面,屏幕上已有的波形則向左滾動(dòng)。老的采樣點(diǎn)一但移到屏幕左面即行消失。這樣一來(lái)屏幕上顯示的波形總是反映出最新信號(hào)對(duì)時(shí)間變化的情況。由于有了滾動(dòng)模式,就可以用示波器來(lái)代替圖表記錄儀來(lái)顯示慢變化的現(xiàn)象,如化學(xué)過(guò)程、電池的沖放電周期或溫度對(duì)系統(tǒng)性能的影響等。數(shù)字示波器滾動(dòng)模式滾動(dòng)模式是一種可以應(yīng)用于全連續(xù)顯示的方式先進(jìn)的DPO技術(shù)先進(jìn)的DPO技術(shù)

數(shù)字熒光示波器

能夠以信號(hào)的三維信息,即:幅度,時(shí)間,以及幅度隨時(shí)間的變化,實(shí)時(shí)地顯示,存儲(chǔ)與分析復(fù)雜信號(hào)的新一代示波器。數(shù)字熒光示波器(DPO)的定義數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器(DPO)的定義數(shù)字熒光示波器

泰克公司的數(shù)字熒光示波器是基于一種新的高速并行處理器結(jié)構(gòu)(DPX),它同時(shí)具有信號(hào)獲取和顯示處理能力DPX是泰克公司獨(dú)有的波形成像處理技術(shù),它負(fù)責(zé)建立和處理實(shí)時(shí)的顯示亮度等級(jí)DPX提供了比數(shù)字示波器多1000倍的信號(hào)數(shù)據(jù)具有Y-T,X-Y,X-Y-Z顯示模式數(shù)字熒光示波器泰克公司的數(shù)字熒光示波器是基于一種新的高速并結(jié)構(gòu)比較ARTDSODPO放大器水平放大器垂直放大器延遲線觸發(fā)器顯示放大器多路分解器采集存儲(chǔ)器y微處理器顯示存儲(chǔ)器A/D顯示放大器采集光柵顯示存儲(chǔ)器A/D顯示數(shù)字磷光微處理器DPX波形圖像示波器模擬顯示串行處理并行處理NEWNEW結(jié)構(gòu)比較ARTDSODPO放大器水平垂直延遲線觸發(fā)器顯示放大波形的捕獲的比較模擬示波器數(shù)字熒光示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器波形的捕獲的比較模擬示波器數(shù)字熒光數(shù)字存儲(chǔ)示波器的波形捕獲率波形捕獲率也就是波形刷新率,已經(jīng)成為考核一臺(tái)示波器的重要參數(shù)之一;對(duì)于示波器來(lái)說(shuō),波形捕獲率高,就能夠組織更大數(shù)據(jù)量的波形質(zhì)量信息,尤其是在動(dòng)態(tài)復(fù)雜信號(hào)和隱藏在正常信號(hào)下的異常波形的捕獲方面,有著特別的作用。示波器的波形捕獲率波形捕獲率也就是波形刷新率,已經(jīng)成為考核一為什么模擬示波器產(chǎn)品不能夠模擬示波器的缺點(diǎn)只有純粹的視覺(jué)信息閃爍,丟失帶寬不夠只有邊沿觸發(fā),無(wú)預(yù)觸發(fā)

為什么模擬示波器產(chǎn)品不能夠模擬示波器的缺點(diǎn)為什么數(shù)字示波器產(chǎn)品不能夠普通數(shù)字示波器的缺點(diǎn)

波形捕獲率低由于數(shù)據(jù)不夠,造成混跌2維數(shù)據(jù)顯示不能表明事件發(fā)生頻度為什么數(shù)字示波器產(chǎn)品不能夠普通數(shù)字示波器的缺點(diǎn)數(shù)學(xué)熒光示波器特點(diǎn)將ART和DSO的定性和定量性能合二為一,是一項(xiàng)可觀的成就。提供三維的信號(hào)信息,可用它解釋信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性,包括信號(hào)瞬態(tài)變化情況和事件頻率,可精確地顯示復(fù)雜信號(hào),如視頻信號(hào)或數(shù)字波形上的高速異常信號(hào)等。DPO提供的信號(hào)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于DSO,可確??吹剿行盘?hào)細(xì)節(jié),;可防止出現(xiàn)數(shù)字混淆現(xiàn)象,并能夠輕松地捕獲偶發(fā)信號(hào)事件。數(shù)學(xué)熒光示波器特點(diǎn)將ART和DSO的定性和定量性能合二為一,數(shù)字熒光示波器(DPO)的發(fā)展歷程99年1月TDS3000系列TDS500D/700DTDS30002000年6月TDS7000系列2001年8月TDS3000B系列2001年10月TDS5000系列98年6月TDS500D/700DTDS7000新產(chǎn)品TDS3000B新產(chǎn)品TDS5000數(shù)字熒光示波器(DPO)的發(fā)展歷程99年1月TDS500D

自從1999年1月系列面市以來(lái),已經(jīng)超過(guò)50,000臺(tái)TDS3000應(yīng)用在各行各業(yè)!泰克的TDS3000屢獲大獎(jiǎng)Test&MeasurementTestProductoftheYear,2000TDS3000-WINNERControlEngineering1999Editors’ChoiceAwardTDS3000-WINNEREvaluationEngineeringReaders’Choice1999TDS3000-WINNER自從1999年1月系列面市以來(lái),已經(jīng)超過(guò)50示波器基本理論培訓(xùn)教程示波器基本理論培訓(xùn)教程目錄什么是示波器波和波形示波器技術(shù)的發(fā)展示波器的主要指標(biāo)及其選擇指南目錄什么是示波器示波器是形象地顯示信號(hào)隨時(shí)間變化波形地儀器,是一種綜合的信號(hào)特性測(cè)試儀,是電子測(cè)量?jī)x器的基本種類。示波器的用途:電壓表,電流表,功率計(jì)頻率計(jì),相位計(jì)脈沖特性,阻尼振蕩示波器的應(yīng)用:電子,電力,電工壓力,振動(dòng),聲,光,熱,磁以示波器為基礎(chǔ)的儀器:邏輯分析儀,時(shí)域反射儀,晶體管特性測(cè)試儀,心電圖。。。。什么是示波器示波器是形象地顯示信號(hào)隨時(shí)間變化波形地儀器,是一示波器概念示波器的主要功能是:精確地再現(xiàn)時(shí)間和電壓幅度的函數(shù)波形。用它可以即時(shí)地觀察電壓幅度相對(duì)時(shí)間的變化情況,從而獲得波形的質(zhì)量信息,如幅度和頻率,波形,不同波形的時(shí)間和相位的關(guān)系……在概念上,模擬示波器和數(shù)字示波器的測(cè)量的目標(biāo)是相同的,而在實(shí)際結(jié)構(gòu)上它們的內(nèi)部采用的技術(shù)不同,所以它們的表現(xiàn)形式并不相同。數(shù)字示波器的蓬勃發(fā)展與模擬示波器的逐漸消亡將成為歷史的必然趨勢(shì)。

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展賦予示波器更多波形捕獲能力,更多的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能,它可以是一臺(tái)具有波形顯示的功率計(jì),可以進(jìn)行波形參數(shù)分析,它還能存儲(chǔ)各種波形以及相關(guān)的信息……示波器概念示波器的主要功能是:精確地再現(xiàn)時(shí)間和電壓幅度的函數(shù)示波器的組成水平系統(tǒng)垂直系統(tǒng)掃描系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)顯示系統(tǒng)示波器的組成水平系統(tǒng)什么是波隨時(shí)間變化的模式稱為波,聲波、腦電波、海浪、電壓波形都是波波形能夠揭示信號(hào)的許多特性當(dāng)看到波形的高度變化,則表示電壓值在變化當(dāng)看到的是平坦的水平線,則表示在一段時(shí)間內(nèi),信號(hào)沒(méi)有變化。平直斜線表示線性變化,電壓以恒定的斜率上升或下降。波形中的尖角指示的是突然的變更什么是波隨時(shí)間變化的模式稱為波,聲波、腦電波、海浪、電壓波形波的類型大多數(shù)波都屬于如下類型:正弦波方波和矩形波三角波和鋸齒波階躍波和脈沖波噪聲波復(fù)雜波還有很多波是上述波形的組合波的類型大多數(shù)波都屬于如下類型:波的參數(shù)周期頻率正脈沖寬度負(fù)脈沖寬度上升時(shí)間下降時(shí)間幅度占空比+占空比-延遲相位突發(fā)寬度峰-峰值均值周期均值高低值最小值最大值過(guò)沖+過(guò)沖-均方值周期均方值波的參數(shù)周期相位示波器的類型模擬示波器模擬數(shù)字混合示波器數(shù)字示波器數(shù)字熒光示波器取樣示波器示波器的類型模擬示波器示波器的典型結(jié)構(gòu)ARTDSODPO放大器水平放大器垂直放大器延遲線觸發(fā)放大器多路分解器采集信號(hào)存儲(chǔ)器uP顯示存儲(chǔ)器A/D放大器數(shù)字熒光器A/DuP模擬實(shí)時(shí)顯示串行處理并行處理示波器的典型結(jié)構(gòu)ARTDSODPO放大器水平垂直延遲線觸發(fā)放波形的捕獲的比較模擬示波器數(shù)字熒光示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器波形的捕獲的比較模擬示波器數(shù)字熒光數(shù)字存儲(chǔ)示波器的波形捕獲率波形捕獲率也就是波形刷新率,已經(jīng)成為考核一臺(tái)示波器的重要參數(shù)之一;對(duì)于示波器來(lái)說(shuō),波形捕獲率高,就能夠組織更大數(shù)據(jù)量的波形質(zhì)量信息,尤其是在動(dòng)態(tài)復(fù)雜信號(hào)和隱藏在正常信號(hào)下的異常波形的捕獲方面,有著特別的作用。示波器的波形捕獲率波形捕獲率也就是波形刷新率,已經(jīng)成為考核一為什么數(shù)字示波器產(chǎn)品不能夠普通數(shù)字示波器的缺點(diǎn)

波形捕獲率低由于數(shù)據(jù)不夠,造成混跌2維數(shù)據(jù)顯示不能表明事件發(fā)生頻度為什么數(shù)字示波器產(chǎn)品不能夠普通數(shù)字示波器的缺點(diǎn)為什么模擬示波器產(chǎn)品不能夠模擬示波器的缺點(diǎn)只有純粹的視覺(jué)信息閃爍,丟失帶寬不夠只有邊沿觸發(fā),無(wú)預(yù)觸發(fā)

為什么模擬示波器產(chǎn)品不能夠模擬示波器的缺點(diǎn)數(shù)學(xué)熒光示波器特點(diǎn)將ART和DSO的定性和定量性能合二為一,是一項(xiàng)可觀的成就。提供三維的信號(hào)信息,可用它解釋信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性,包括信號(hào)瞬態(tài)變化情況和事件頻率,可精確地顯示復(fù)雜信號(hào),如視頻信號(hào)或數(shù)字波形上的高速異常信號(hào)等。DPO提供的信號(hào)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于DSO,可確??吹剿行盘?hào)細(xì)節(jié),;可防止出現(xiàn)數(shù)字混淆現(xiàn)象,并能夠輕松地捕獲偶發(fā)信號(hào)事件。數(shù)學(xué)熒光示波器特點(diǎn)將ART和DSO的定性和定量性能合二為一,示波器的刻度水平刻度垂直刻度觸發(fā)電平刻度格線示波器的刻度水平刻度垂直刻度觸發(fā)電平刻度格線示波器的主要指標(biāo)示波器的帶寬數(shù)字示波器的采樣率示波器的觸發(fā)和信號(hào)存儲(chǔ)先進(jìn)的DPO技術(shù)示波器的主要指標(biāo)示波器的帶寬選擇示波器的帶寬選擇示波器的帶寬帶寬是選擇示波器的第一參數(shù)示波器的結(jié)構(gòu)決定了帶寬的重要性:放大器的模擬帶寬決定了示波器的帶寬; 放大器是信號(hào)進(jìn)入示波器的大門(mén),它的帶寬決定了示波器的帶寬,示波器能請(qǐng)進(jìn)什么樣的信號(hào)由這個(gè)大門(mén)來(lái)決定。數(shù)字示波器的帶寬也是模擬帶寬。帶寬是選擇示波器的第一參數(shù)示波器的結(jié)構(gòu)決定了帶寬的重要性:帶寬測(cè)量AC波形的儀表通常有某種最大頻率,超過(guò)它,測(cè)量精度就會(huì)下降,這一頻率就是儀表的帶寬,它由儀器的幅頻特性決定。

定義:在幅頻特性中,儀表的靈敏度下降3dB,此時(shí)的頻率為儀表的帶寬。注:只能測(cè)量AC電壓的儀表,必須對(duì)高頻和低頻帶寬都加考慮。100%(0dB)71%(-3dB)儀表的帶寬(BW)

只能測(cè)量低頻交流的儀表在處也下滑。幅頻特性曲線帶寬測(cè)量AC波形的儀表通常有某種最大頻率,超過(guò)它,測(cè)量精度就選擇示波器的帶寬依據(jù)以諧波情況為核心選擇示波器;以上升沿情況選擇示波器;選擇示波器的帶寬依據(jù)以諧波情況為核心選擇示波器;波形諧波除絕對(duì)的正弦波之外,周期波含的一切頻率分量稱諧波。諧波頻率是基波頻的整數(shù)倍。周期波無(wú)論其波形如何都有諧波。周期波給定的頻率為基波頻率。方波基波為正弦波波形諧波除絕對(duì)的正弦波之外,周期波含的一切頻率分量稱諧波。諧以方波為例方波是由基波與無(wú)數(shù)奇次諧波疊加所構(gòu)成,包含的諧波越多,波形越近似方波。方波的質(zhì)量根據(jù)包含的諧波次數(shù),其近似程度有所不同。每個(gè)諧波的幅度必須使波形成為方波所需要的恰當(dāng)值。此外,諧波之間的相位關(guān)系也必須正確:

諧波以不等量延遲,即使諧波幅度正確,方波也會(huì)失真。疊加3次諧波疊加5次諧波基波疊加7次諧波疊加9次諧波方波以方波為例方波是由基波與無(wú)數(shù)奇次諧波疊加所構(gòu)成,包含的諧波越由方波為例得知正弦波只有一個(gè)基波,儀表的帶寬必須至少是波形的頻率。但是,在大多數(shù)情況下,這僅僅是最基本的,如果只是這樣,是不夠精確的,甚至是錯(cuò)誤的。要對(duì)波形進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量,對(duì)于非正弦波的波形,必須考慮其諧波。假如組成波形的主要諧波分量超出儀表的帶寬,那么我們就不能精確地測(cè)得波形的參數(shù)。由方波為例得知正弦波只有一個(gè)基波,儀表的帶寬必須至少是波形的測(cè)量20MHz的方波在20MHz帶寬示波器測(cè)試所顯示的結(jié)果在200MHz帶寬示波器測(cè)試所顯示的結(jié)果示波器所顯示的波形儀器帶寬對(duì)測(cè)量波形影響測(cè)量20MHz的方波在20MHz帶寬示波器測(cè)試所顯示的結(jié)果在帶寬對(duì)方波的影響帶寬如何在時(shí)域影響波形。信號(hào)進(jìn)入示波器首先是通過(guò)放大器,它是一個(gè)低通濾波器。放大器的帶寬很寬(和基波比較),輸出方波不表現(xiàn)失真。放大器的帶寬變窄,波形中的某些諧波不能通過(guò),輸出的方波發(fā)生畸變,產(chǎn)生誤差。放大器帶寬很窄,輸出的幾乎完全不像方波,由于缺少主要的諧波分量,波形呈圓弧狀。低通濾波器高帶寬時(shí)的輸出中帶寬時(shí)的輸出低帶寬時(shí)的輸出輸入輸出帶寬對(duì)方波的影響帶寬如何在時(shí)域影響波形。低通濾波器高帶寬時(shí)的波形的諧波與測(cè)量精度的關(guān)系 波形重要諧波數(shù)(基波10%)正弦波無(wú)諧波分量方波1:9三角波1:3脈沖波(占空比50%)1:9脈沖波(占空比25%)1:14脈沖波(占空比10%)1:26注:列出的影響波形的諧波數(shù)是基波的倍數(shù):波形的諧波與測(cè)量精度的關(guān)系 波形90%10%上升時(shí)間測(cè)量*上升時(shí)間理想的方波和脈沖波的電壓是有突然變化的波形,陡變有一定時(shí)間這取決于系統(tǒng)帶寬及其他電路參數(shù)。波形從一種電壓變至另一種電壓的時(shí)間稱為上升時(shí)間上升時(shí)間通常在過(guò)渡的10%至90%處90%10%上升時(shí)間測(cè)量*上升時(shí)間理想的方波和脈沖波的電壓是測(cè)量?jī)x表的帶寬將影響脈沖和方波的上升時(shí)間,上升時(shí)間和帶寬的關(guān)系由下式?jīng)Q定:T上升=0.35/BWBW=帶寬(-3dB時(shí)的頻率)(單位Hz)波形從最小值過(guò)渡到最大值越快,所含諧波就越多,波形所含的頻率量也越高。儀表的上升時(shí)間應(yīng)小于被測(cè)量信號(hào)波形的上升時(shí)間。測(cè)量所得的上升時(shí)間=信號(hào)上升時(shí)間2+測(cè)量?jī)x表上升時(shí)間2上升延同帶寬的關(guān)系測(cè)量?jī)x表的帶寬將影響脈沖和方波的上升時(shí)間,上升時(shí)間和帶寬的關(guān)波形上升時(shí)間與測(cè)量精度的關(guān)系 1:1 41% 2:1 22% 3:1 12% 4:1 5% 5:1 2% 7:1 1% 10:1 0.5%信號(hào)上升時(shí)間儀表上升時(shí)間之比 上升時(shí)間測(cè)量精度%波形上升時(shí)間與測(cè)量精度的關(guān)系 1:1 總結(jié):選擇示波器的帶寬波形的重要諧波列出的影響波形的諧波數(shù)是基波的倍數(shù):波形重要諧波數(shù)(基波10%)正弦波1:1方波1:9三角波1:3脈沖波(占空比50%)1:9脈沖波(占空比25%)1:14脈沖波(占空比10%)1:26(正弦波基波為:1)

上升時(shí)間與測(cè)量精度信號(hào)上升時(shí)間上升時(shí)間儀表上升時(shí)間測(cè)量精度

之比%

1:141%2:122%3:112%4:15%5:12%7:11%10:10.5%總結(jié):選擇示波器的帶寬波形的重要諧波列出的影響波形的諧波數(shù)是采樣原理及應(yīng)用采樣原理及應(yīng)用數(shù)字示波器采樣技術(shù)采樣技術(shù)數(shù)字等效采樣數(shù)字實(shí)時(shí)采樣取樣技術(shù)不同,使數(shù)字示波器帶寬定義復(fù)雜化重復(fù)信號(hào)帶寬即模擬帶寬(放大器帶寬)單次信號(hào)帶寬數(shù)字示波器采樣技術(shù)采樣技術(shù)采樣率與單次信號(hào)帶寬的關(guān)系奈奎斯特取樣原理在正弦波上采樣,需要在一個(gè)周期采集最少兩個(gè)以上的點(diǎn)就可重現(xiàn)波形fs(取樣率)>2BW(信號(hào)頻率)例:100M正弦波信號(hào),最少采樣率?2X100M=200MS/s數(shù)字示波器的單次帶寬定義為單次(瞬態(tài))信號(hào)測(cè)量中可獲得的最大帶寬BWs=fs(采樣率)

kR(與重現(xiàn)技術(shù)有關(guān)的內(nèi)插系數(shù))2.5.4.10.例:內(nèi)插系數(shù)為4,采樣率為100MS/s,示波器單次帶寬?100MS/s4=25MHz采樣率與單次信號(hào)帶寬的關(guān)系奈奎斯特取樣原理數(shù)字等效采樣技術(shù)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次觸發(fā)從重復(fù)性信號(hào)的不同的周期經(jīng)過(guò)多次單采樣,取得足夠的采樣點(diǎn)來(lái)重建這個(gè)重復(fù)信號(hào)的波形。等效采樣必須滿足兩個(gè)前提條件:

1、信號(hào)必須是重復(fù)的2、必須能穩(wěn)定觸發(fā)數(shù)字等效采樣技術(shù)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次觸發(fā)從重復(fù)性信號(hào)的不同的周只需一次觸發(fā)已采集信號(hào)所有資料實(shí)時(shí)采樣是最直觀的采樣方式,采樣率超過(guò)模擬帶寬4-5倍或更高。每通道都有同樣的表現(xiàn),單一頻帶寬,重復(fù)帶寬=單次帶寬不僅適用捕獲重復(fù)信號(hào),而且是捕捉單次信號(hào)以及隱藏在重復(fù)信號(hào)中的毛刺和異常信號(hào)的有效方法。數(shù)字實(shí)時(shí)(Real-Time)采樣(DRT)只需一次觸發(fā)已采集信號(hào)所有資料實(shí)時(shí)采樣是最直觀的采樣方式,采數(shù)字等效采樣與實(shí)時(shí)采樣比較采樣間隔數(shù)字等效采樣與實(shí)時(shí)采樣比較采樣間隔采樣采樣點(diǎn)數(shù)字化需要的保持時(shí)間采樣間隔采樣是等間隔地進(jìn)行;采樣率以“點(diǎn)/秒”來(lái)表示。采樣采樣點(diǎn)數(shù)字化需要的采樣間隔采樣是等間隔地進(jìn)行;采樣時(shí)發(fā)生了什么?采樣過(guò)程信號(hào)采樣數(shù)字化存儲(chǔ)采樣保持轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)順序存儲(chǔ)屏幕顯示選定部分的內(nèi)存屏幕1011100111110101...11…01…11…11…10…01…00…11…采樣時(shí)發(fā)生了什么?采樣過(guò)程信號(hào)采樣數(shù)字化存儲(chǔ)采樣保持轉(zhuǎn)換成為采樣過(guò)程模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)經(jīng)變換后最終恢復(fù)成模擬波形顯示在示波器上,通俗地說(shuō),采樣實(shí)際上是在用點(diǎn)來(lái)描繪進(jìn)入示波器的模擬信號(hào)?!八绤^(qū)”指的是儀表不捕獲信號(hào)的時(shí)間,如:數(shù)字化過(guò)程、數(shù)據(jù)處理過(guò)程,模擬示波器的回掃過(guò)程……數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中,還可以進(jìn)行預(yù)觸發(fā),后觸發(fā)的觀察與分析。采樣過(guò)程模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)經(jīng)變換后最終恢復(fù)成模擬波形顯示泰克公司數(shù)字實(shí)時(shí)采樣技術(shù)輕易地捕捉到5ns的毛刺最小水平時(shí)基為100ns,即未能對(duì)單次毛刺進(jìn)行捕捉采樣率對(duì)單次信號(hào)的捕獲的影響泰克公司數(shù)字實(shí)時(shí)采樣技術(shù)輕易地捕捉到5ns的毛刺最小水平時(shí)基欠幅脈沖捕捉毛刺捕捉實(shí)際工作中,比如:沖擊電流、破壞性試驗(yàn)的捕捉和測(cè)量,對(duì)欠幅脈沖、單脈沖、毛刺、電源中斷、電壓擊穿、開(kāi)關(guān)特性等等瞬態(tài)信號(hào)和非重復(fù)信號(hào)進(jìn)行捕捉和分析,這些都是每天都要面對(duì)的。(穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的分析)單次信號(hào)的捕獲應(yīng)用廣泛欠幅脈沖捕捉毛刺捕捉實(shí)際工作中,比如:沖擊電只需一次觸發(fā)已采集信號(hào)所有資料實(shí)時(shí)采樣是最直觀的采樣方式,采樣率超過(guò)模擬帶寬4-5倍或更高。重復(fù)帶寬=單次帶寬不僅適用捕獲重復(fù)信號(hào),而且是捕捉單次信號(hào)以及隱藏在重復(fù)信號(hào)中的毛刺和異常信號(hào)的有效方法。數(shù)字實(shí)時(shí)采樣技術(shù)只需一次觸發(fā)已采集信號(hào)所有資料實(shí)時(shí)采樣是最直觀的采樣方式,單次采樣帶寬也就是我們常說(shuō)的實(shí)時(shí)帶寬,它是由模擬帶寬、采樣率以及波形重建的方法共同決定,因此它決定了所構(gòu)建的單次波形的完整性。波形重建的方法主要是指波形再現(xiàn)的插值算法。幅度時(shí)間對(duì)于單次事件,示波器必須具有足夠的采樣速率用以恢復(fù)單次捕捉所獲得的波形。奈奎斯特抽樣定律中指出采樣率至少為信號(hào)最高頻率帶寬的2倍從而保證信號(hào)在恢復(fù)時(shí)不發(fā)生混迭現(xiàn)象。單次采集帶寬單次采樣帶寬也就是我們常說(shuō)的實(shí)時(shí)帶寬,它是由模擬帶寬、采樣總結(jié):采樣率的選擇我們?cè)诖_定示波器的帶寬后,還要選擇足夠的采樣率來(lái)與之相配合,這樣才能獲得適合于實(shí)際測(cè)量中的實(shí)時(shí)帶寬,從而獲得滿意的測(cè)量結(jié)果。如果在實(shí)際的測(cè)量中,比較重視單次信號(hào)的精確信息,我們建議采樣率要在帶寬的五倍以上,最好能在八到十倍??偨Y(jié):采樣率的選擇我們?cè)诖_定示波器的帶寬后,還要選擇足夠的采示波器的觸發(fā)和信號(hào)存儲(chǔ)示波器的觸發(fā)和信號(hào)存儲(chǔ)示波器的觸發(fā)觸發(fā)電路的作用就是保證每次時(shí)基在屏幕上掃描的時(shí)候,都從輸入信號(hào)上與定義的觸發(fā)點(diǎn)相同的點(diǎn)開(kāi)始,這樣每一次掃描的波形就同步的,從而顯示穩(wěn)定的波形,見(jiàn)圖b/c;沒(méi)有觸發(fā)電路在屏幕上看到的將會(huì)是具有隨機(jī)起點(diǎn)的很多波形雜亂重疊的圖象,見(jiàn)圖a。觸發(fā)是使用示波器最麻煩的一點(diǎn),示波器提供了許多觸發(fā)方式,可根據(jù)測(cè)量問(wèn)題加以應(yīng)用。作為數(shù)字示波器來(lái)說(shuō),觸發(fā)實(shí)際上參與了確定波形的存儲(chǔ)起點(diǎn)。}}}321不正常觸發(fā)正常觸發(fā)abc示波器的觸發(fā)觸發(fā)電路的作用就是保證每次時(shí)基在屏幕上掃描的時(shí)候觸發(fā)耦合觸發(fā)耦合:觸發(fā)信號(hào)與觸發(fā)電路的耦合方式默認(rèn)時(shí)為DC耦合,觸發(fā)源直接連到觸發(fā)電路交流耦合:觸發(fā)源通過(guò)一個(gè)串聯(lián)的電容連到觸發(fā)電路HF抑制:使觸發(fā)源信號(hào)通過(guò)低通濾波器以抑制高頻分量,這意味即使一個(gè)低頻信號(hào)中包含很多高頻噪聲,仍能使其按低頻信號(hào)觸發(fā)。LF抑制:使觸發(fā)源信號(hào)通過(guò)一個(gè)高通濾波器以抑制其低頻成分,這對(duì)于顯示包含很多電源交流聲的信號(hào)時(shí)的情況是很有用的。TV觸發(fā):在TV模式下觸發(fā)電平控制不起作用。這時(shí)示波器使用視頻信號(hào)中的同步脈沖作為觸發(fā)信號(hào)。TV觸發(fā)有兩種模式,TVF場(chǎng)和TVL行數(shù)字示波器的高級(jí)觸發(fā)功:?jiǎn)未?、毛刺、寬度、欠幅脈沖、斜率、建立/保持邏輯(定時(shí)關(guān)系和狀態(tài)分析)TV(可選場(chǎng)/行和行計(jì)數(shù))觸發(fā)耦合觸發(fā)耦合:觸發(fā)信號(hào)與觸發(fā)電路的耦合方式觸發(fā)隔離(Holdoff)有些信號(hào)具有多個(gè)可能的觸發(fā)點(diǎn),如右圖數(shù)字信號(hào)。 該信號(hào)雖然在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)是重復(fù)的,但是在短時(shí)間內(nèi)情況則不然,這樣一來(lái),正常觸發(fā)掃描出的波形出現(xiàn)混迭。為解決這個(gè)問(wèn)題,采用了觸發(fā)隔離功能,即在各次掃描之間加入延遲時(shí)基,使得掃描的每次觸發(fā)總是從相同的信號(hào)沿開(kāi)始。從而得到穩(wěn)定的波形顯示。另一方面,觸發(fā)隔離的使用顯然在波形捕獲方面遭到了損失。隔離時(shí)間過(guò)短波形混迭正確隔離時(shí)間觸發(fā)隔離(Holdoff)有些信號(hào)具有多個(gè)可能的觸發(fā)點(diǎn),記錄長(zhǎng)度定義:

一個(gè)波形記錄是指可被示波器一次性采集的波形點(diǎn)數(shù)。最大的記錄長(zhǎng)度由示波器的存儲(chǔ)容量決定,要增加存儲(chǔ)容量才能增加記錄長(zhǎng)度。記錄長(zhǎng)度和觀看波形細(xì)節(jié)有關(guān):記錄長(zhǎng)度定義:波形的存儲(chǔ)示波器的存儲(chǔ)由兩個(gè)方面來(lái)完成:觸發(fā)信號(hào)和延時(shí)的設(shè)定確定了示波器存儲(chǔ)的起點(diǎn);示波器的存儲(chǔ)深度決定了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的終點(diǎn)。記錄時(shí)間=記錄長(zhǎng)度/采樣率觸發(fā)點(diǎn)延時(shí)時(shí)間記憶長(zhǎng)度起點(diǎn)終點(diǎn)波形的存儲(chǔ)示波器的存儲(chǔ)由兩個(gè)方面來(lái)完成:觸發(fā)點(diǎn)延時(shí)時(shí)間記憶長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度的計(jì)算記錄時(shí)間=記錄長(zhǎng)度/采樣率舉例:TDS3012B,記錄長(zhǎng)度10K約為10000點(diǎn)時(shí)基與采樣率的關(guān)系記錄長(zhǎng)度的計(jì)算記錄時(shí)間=記錄長(zhǎng)度/采樣率

數(shù)字示波器的一個(gè)最顯著特點(diǎn)在于它容許用戶觀看觸發(fā)前的事件。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)被連續(xù)地存儲(chǔ)到內(nèi)存中,同時(shí)觸發(fā)事件在數(shù)據(jù)量足夠后停止采集。預(yù)觸發(fā)/后觸發(fā)采樣點(diǎn)數(shù)字化時(shí)間等間隔可選的預(yù)/后觸發(fā)數(shù)字示

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