新聞中心

EEPW首頁 > 測試測量 > 設計應用 > 數(shù)字示波器簡介及分類

數(shù)字示波器簡介及分類

作者: 時間:2012-10-12 來源:網絡 收藏

示波器也能分為模擬和數(shù)字類型。模擬和都能夠勝任大多數(shù)的應用。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/193079.htm

因具有波形觸發(fā)、存儲、顯示、測量、波形數(shù)據(jù)分析處理等獨特優(yōu)點,其使用日益普及。由于與模擬示波器之間存在較大的性能差異,如果使用不當,會產生較大的測量誤差,從而影響測試任務。

但是,對于一些特定應用,由于兩者具備的不同特性,每種類型都有適合和不適合的地方。作進一步劃分,數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲示波器數(shù)字熒光示波器和采樣示波器。

數(shù)字的手段則意味著,在示波器的顯示范圍內,可以穩(wěn)定、明亮和清晰地顯示任何頻率的波形。對重復的信號而言,數(shù)字示波器的帶寬是指示波器的前端部件的模擬帶寬,一般稱之為3dB 點。對于單脈沖和瞬態(tài)事件,例如脈沖和階躍波,帶寬局限于示波器采樣率之內。為了解更多的細節(jié),請參照性能術語和應用部分的采樣率一節(jié)。

數(shù)字存儲示波器順序處理體系結構

數(shù)字存儲示波器

常規(guī)的數(shù)字示波器是數(shù)字存儲示波器(DSO)。它的顯示部分更多基于光柵屏幕而不是基于熒光。

數(shù)字存儲示波器(DSO)便于您捕獲和顯示那些可能只發(fā)生一次的事件,通常稱為瞬態(tài)現(xiàn)象。以數(shù)字形式表示波形信息,實際存儲的是二進制序列。這樣,利用示波器本身或外部計算機,方便進行分析、存檔、打印和其他的處理。波形沒有必要是連續(xù)的;即使信號已經消失,仍能夠顯示出來。與模擬示波器不同的是,數(shù)字存儲示波器能夠持久地保留信號,可以擴展波形處理方式。然而,DSO沒有實時的亮度級;因此,他們不能表示實際信號中不同的亮度等級。組成DSO的一些子系統(tǒng)與模擬示波器的一些部分相似。但是,DSO包含更多的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng),因此它能夠收集顯示整個波形的數(shù)據(jù)。從捕獲信號到在屏幕上顯示波形,DSO采用串行的處理體系結構,如圖16所示。隨后將對串行處理體系作講解。

串行處理體系結構

與模擬示波器一樣,DSO 第一部分(輸入)是垂直放大器。在這一階段,垂直控制系統(tǒng)方便您調整幅度和位置范圍。緊接著,在水平系統(tǒng)的模數(shù)轉換器(

ADC)部分,信號實時在離散點采樣,采樣位置的信號電壓轉換為數(shù)字值,這些數(shù)字值稱為采樣點。該處理過程稱為信號數(shù)字化。水平系統(tǒng)的采樣時鐘決定ADC采樣的頻度。該速率稱為采樣速率,表示為樣值每秒(S/s)。

來自ADC的采樣點存儲在捕獲存儲區(qū)內,叫做波形點。幾個采樣點可以組成一個波形點。波形點共同組成一條波形記錄。創(chuàng)建一條波形記錄的波形點的數(shù)量稱為記錄長度。觸發(fā)系統(tǒng)決定記錄的起始和終止點。DSO信號通道中包括微處理器,被測信號在顯示之前要通過微處理器處理。微處理器處理信號,調整顯示運行,管理前面板調節(jié)裝置,等等。信號通過顯存,最后顯示到示波器屏幕中。

在示波器的能力范圍之內,采樣點會經過補充處理,顯示效果得到增強??梢栽黾宇A觸發(fā),使在觸發(fā)點之前也能觀察到結果。目前大多數(shù)數(shù)字示波器也提供自動參數(shù)測量,使測量過程得到簡化。

DSO 提供高性能處理單脈沖信號和多通道的能力。DSO是低重復率或者單脈沖、高速、多通道設計應用的完美工具。在數(shù)字設計實踐中,工程師常常同時檢查四路甚至更多的信號,而DSO則成為標準的合作伙伴。

數(shù)字示波器并存處理

數(shù)字熒光示波器

數(shù)字熒光示波器(DPO)為示波器系列增加了一種新的類型。DPO的體系結構使之能提供獨特的捕獲和顯示能力,加速重構信號。DSO 使用串行處理的體協(xié)結構來捕獲、顯示和分析信號;相對而言,DPO為完成這些功能采納的是并行的體系結構,。DPO采用

ASIC硬件構架捕獲波形圖象,提供高速率的波形采集率,信號的可視化程度很高。它增加了證明數(shù)字系統(tǒng)中的瞬態(tài)事件的可能性。隨后將對該并行處理體系結構進行闡述。

串行處理體系結構

DPO的第一階段(輸入)與模擬示波器相似(垂直放大器),第二階段與DSO 相似(ADC)。但是,在模數(shù)轉換后,DPO與原來的示波器相比就有顯著的不同之處。

對所有的示波器而言,包括模擬、DSO和DPO示波器,都存在著釋抑時間。在這段時間內,儀器處理最近捕獲的數(shù)據(jù),重置系統(tǒng),等待下一觸發(fā)事件的發(fā)生。在這段時間內,示波器對所有信號都是視而不見的。隨著釋抑時間的增加,對查看到

低頻

度和低重復事件的可能性就會降低。

請注意,由顯示的更新速率簡單地推斷采集到事件的概率是不可能的。如果只是依靠顯示更新速率,就確認示波器能采集到波形的所有相關信息,那么是很容易犯錯誤的,因為,實際上示波器并沒有作到。數(shù)字存儲示波器串行處理采集到的波形。由于微處理器限制著波形的采集速率,所以微處理器是串行處理的瓶頸。

DPO把數(shù)字化的波形數(shù)據(jù)進一步光柵化,存入熒光數(shù)據(jù)庫中。每1/30秒,這大約是人類眼睛能夠覺察到的最快速度,存儲到數(shù)據(jù)庫中的信號圖象直接送到顯示系統(tǒng)。波形數(shù)據(jù)直接光柵化,以及直接把數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)拷貝到顯存中,兩者共同作用,改變了其他體系在數(shù)據(jù)處理方面的瓶頸。結果是增加了“使用時間”,增強顯示更新能力。信號細節(jié)、間斷事件和信號的動態(tài)特性都能實時采集。DPO微處理器與集成的捕獲系統(tǒng)一道并行工作,完成顯示管理、自動測量和設備調節(jié)控制工作,同時,又不影響示波器的捕獲速度。

DPO如實地仿真模擬示波器最好的顯示屬性,并在三維顯示信號:時間、幅度和以時間為參變量的幅度變化,三者都是實時的。模擬示波器依靠化學熒光物質,與此不同,DPO使用完全的電子數(shù)字熒光,其實質是不斷更新的數(shù)據(jù)庫。針對示波器顯示屏幕的每一個點,數(shù)據(jù)庫中都有獨立的“單元(cell)”。一旦采集到波形(即示波器一觸發(fā)),波形就映射到數(shù)字熒光數(shù)據(jù)庫的單元組內。每一個單元代表著屏幕中的某位置。當波形涉及到該單元,單元內部就加入亮度信息;沒有涉及到則不加入。因此,如果波形經常掃過的地方,亮度信息在單元內會逐步累積。


上一頁 1 2 3 下一頁

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉