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示波器的發(fā)展史與選擇示波器的幾點(diǎn)建議

作者: 時(shí)間:2016-12-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
了解示波器的發(fā)展過程對于正確選擇示波器是非常有用的。

一、示波器的功能

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/334217.htm

示波器是一種圖形顯示設(shè)備,它描繪電信號的波形曲線。這一簡單的波形能夠說明信號的許多特性:信號的時(shí)間和電壓值、振蕩信號的頻率、信號所代表電路中“變化部分”信號的特定部分相對于其它部分的發(fā)生頻率、是否存在故障部件使信號產(chǎn)生失真、信號的DC成份和AC成份、信號的噪聲值和噪聲隨時(shí)間變化的情況、比較多個(gè)波形信號等。

二、示波器的發(fā)展簡史

1、初期主要為模擬示波器

二十世紀(jì)四十年代是電子示波器興起的時(shí)代,雷達(dá)和電視的開發(fā)需要性能良好的波形觀察工具,泰克成功開發(fā)帶寬10MHz的同步示波器,這是近代示波器的基礎(chǔ)。五十年代半導(dǎo)體和電子計(jì)算機(jī)的問世,促進(jìn)電子示波器的帶寬達(dá)到100MHz。六十年代美國、日本、英國、法國在電子示波器開發(fā)方面各有不同的貢獻(xiàn),出現(xiàn)帶寬6GHz的取樣示波器、帶寬4GHz的行波示波管、1GHz的存儲示波管;便攜式、插件式示波器成為系列產(chǎn)品。七十年代模擬式電子示波器達(dá)到高峰,行譜系列非常完整,帶寬1GHz的多功能插件式示波器標(biāo)志著當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的高水平,為測試數(shù)字電路又增添邏輯示波器和數(shù)字波形記錄器。模擬示波器從此沒有更大的進(jìn)展,開始讓位于數(shù)字示波器,英國和法國甚至退出示波器市場,技術(shù)以美國領(lǐng)先,中低檔產(chǎn)品由日本生產(chǎn)。
模擬示波器要提高帶寬,需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進(jìn)。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。加上數(shù)字示波管能充分利用記憶、存儲和處理,以及多種觸發(fā)和預(yù)前觸發(fā)能力。二十世紀(jì)八十年代數(shù)字示波器異軍突起,大有全面取代模擬示波器之勢,模擬示波器逐漸從前臺退到后臺。

2、中期數(shù)字示波器獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

  八十年代的數(shù)字示波器處在轉(zhuǎn)型階段,還有不少地方要改進(jìn),美國的TEK公司和HP公司都對數(shù)字示波器的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。它們后來停產(chǎn)模擬示波器,并且只生產(chǎn)性能好的數(shù)字示波器。進(jìn)入九十年代,數(shù)字示波器除了提高帶寬到1GHz以上,更重要的是它的全面性能超越模擬示波器。出現(xiàn)所謂數(shù)字示波器模擬化的現(xiàn)象,換句話說,盡量吸收模擬示波器的優(yōu)點(diǎn),使數(shù)字示波器更好用。
  數(shù)字示波器首先在取樣率上提高,從最初取樣率等于兩倍帶寬,提高至五倍甚至十倍,相應(yīng)對正弦波取樣引入的失真也從100%降低至3%甚至1%。帶寬1GHz的取樣率就是5GHz/s,甚至10GHz/s。
  其次,提高數(shù)字示波器的更新率,達(dá)到模擬示波器相同水平,最高可達(dá)每秒40萬個(gè)波形,使觀察偶發(fā)信號和捕捉毛刺脈沖的能力大為增強(qiáng)。
  再次,采用多處理器加快信號處理能力,從多重菜單的煩瑣測量參數(shù)調(diào)節(jié),改進(jìn)為簡單的旋鈕調(diào)節(jié),甚至完全自動測量,使用上與模擬示波器同樣方便。
  最后,數(shù)字示波器與模擬示波器一樣具有屏幕的余輝方式顯示,賦于波形的三維狀態(tài),即顯示出信號的幅值、時(shí)間以及幅值在時(shí)間上的分布。具有這種功能的數(shù)字示波器稱為數(shù)字熒光示波器或數(shù)字余輝示波器即數(shù)模兼合。

3、數(shù)字示波器要有模擬功能

  模擬示波器用陰極射線管顯示波形,示波管的帶寬與模擬示波器的相同,亦即示波管內(nèi)電子運(yùn)動速度與信號頻率成正比,信號頻率越高電子速度越快,示波管屏幕的亮度與電子束的速度成反比,低頻波形的亮度高,高頻波形的亮度低。利用熒光屏幕的亮度或灰度容易獲得信號的第三維信息,如用屏幕垂直軸表示幅度,水平軸表示時(shí)間,則屏幕亮度可表示信號幅度隨時(shí)間分布的變化。這種與時(shí)間有關(guān)的熒光余輝(灰度定標(biāo))效應(yīng)對觀察混合波形和偶發(fā)波形十分有效,模擬存儲示波器就是這種專用示波器的代表產(chǎn)品,最高的性能達(dá)到800MHz帶寬,可記錄到1ns左右的快速瞬變偶發(fā)事件.
  數(shù)字示波器缺少余輝顯示功能,因?yàn)樗菙?shù)字處理,只有兩個(gè)狀態(tài),非高即低,原則上波形也是“有”和“無”兩個(gè)顯示。為達(dá)到模擬示波器那樣的多層次亮度變化,必須采用專用圖象處理芯片,例如TEK公司采用DPX型處理器芯片,具有數(shù)據(jù)采集、圖象處理和存儲等多項(xiàng)功能,DPX芯片由130萬個(gè)晶體管組成,采用0.65μm的CMOS工藝,并行流水結(jié)構(gòu),取樣率高。它既是數(shù)據(jù)采集芯片,同時(shí)也是光掃描器,模擬示波管屏幕熒光體的發(fā)光特性,用16級亮度分級,將波形存儲在500×200像素的LCD單色或彩色顯示屏上,每1/30秒更新一次。由于模擬存儲示波器只能依靠照相底片記錄波形,對數(shù)據(jù)保存并不方便,而數(shù)字熒光示波器是數(shù)字處理的顯示,數(shù)據(jù)記錄、處理、保存都十分方便。例如用紅色表示出現(xiàn)幾率最高的波形,蘭色表示出現(xiàn)幾率最低的波形,達(dá)到一目了然。由于數(shù)字示波器已經(jīng)達(dá)到4GHz以上帶寬的水平,配合熒光顯示特性,總的性能優(yōu)于模擬存儲示波器。

4、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,能實(shí)時(shí)顯示、存貯和分析復(fù)雜信號的三維信號信息:幅度、時(shí)間和整個(gè)時(shí)間的幅度分布。
DSO采用串行處理的體系結(jié)構(gòu)捕獲、顯示和分析信號;相對而言,DPO為完成這些功能采用的是并行體系結(jié)構(gòu)。并行結(jié)構(gòu)和基于ASIC硬件的處理技術(shù),使數(shù)字熒光示波器能夠捕捉到當(dāng)今復(fù)雜的動態(tài)信號中的全部細(xì)節(jié)和異常情況,并以人類的眼睛的接受速度顯示出來。
  普通數(shù)字示波器要觀察偶發(fā)事件需要使用長時(shí)間記錄,然后作信號處理,這種辦法會漏掉非周期性出現(xiàn)的信號和不能顯示出信號的動態(tài)特性。數(shù)字熒光示波器能夠顯示復(fù)雜波形中的微細(xì)差別,以及出現(xiàn)的頻繁程度。例如觀察電視信號,既有行掃描、幀掃描、視頻信號和伴音信號,還要記錄電視信號中的異?,F(xiàn)象,對于專業(yè)人員和維修人員都是同樣重要的。

5、手持示波表

由于其便攜性,重量輕可由電池供電,特別適于現(xiàn)場使用

6、基于PC機(jī)的虛擬示波器

獨(dú)立的傳統(tǒng)儀器,性能強(qiáng)大,但是價(jià)格昂貴,且被廠家限定了功能,只能完成一件或幾件具體的工作,因此,用戶通常都不能夠?qū)ζ浼右詳U(kuò)展或自定義其功能。儀器的旋鈕和開關(guān)、內(nèi)置電路及用戶所能使用的功能對這臺儀器來說都是固定的。另外,開發(fā)這些儀器還必須要用專門的技術(shù)和高成本的元部件,從而使它們身價(jià)頗高且很不容易更新?;赑C機(jī)的虛擬示波器誕生以來就充分利用了現(xiàn)成即用的PC機(jī)所帶來的最新科技這些科技和性能上的優(yōu)勢迅速縮短了獨(dú)立的傳統(tǒng)儀器和PC機(jī)之間的距離,包括功能強(qiáng)大的處理器(如Pentium 4)、操作系統(tǒng)及微軟Windows XP、NET技術(shù)和Apple Mac OS x。除了融合諸多功能強(qiáng)大的特性,這些平臺還為用戶提供了簡單的聯(lián)網(wǎng)工具。此外,傳統(tǒng)儀器往往不便隨身攜帶,而虛擬儀器可以在筆記本電腦上運(yùn)行,充分體現(xiàn)了其便攜特性。需要經(jīng)常變換應(yīng)用項(xiàng)目和系統(tǒng)要求的工程師和科學(xué)家們需要有非常靈活的開發(fā)平臺以便創(chuàng)建適合自己的解決方案??梢允褂锰摂M儀器以滿足特定的需要,因?yàn)橛邪惭b在PC機(jī)上的應(yīng)用軟件和一系列可選的插入式硬件,無需更換整套設(shè)備,即能完成新系統(tǒng)的開發(fā)。

三、數(shù)字示波器與模擬示波器的比較

在發(fā)展初期模擬示波器的某些特點(diǎn),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可以找到,波形反應(yīng)及時(shí),數(shù)字示波器往往要較長處理時(shí)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:每秒捕捉幾十萬個(gè)波形,數(shù)字示波器每秒捕捉幾十個(gè)波形。
  • 實(shí)時(shí)帶寬和實(shí)時(shí)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(shí)需借助內(nèi)插計(jì)算,容易出現(xiàn)混淆波形。

簡而言之,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神經(jīng)十分靈敏,屏幕波形瞬間反映至大腦作出判斷,細(xì)微變化都可感知。因此,剛開始模擬示波器深受使用者的歡迎。
隨著數(shù)字示波器的出現(xiàn)經(jīng)常有人問DSO能替代模擬示波器嗎?問題的答案完全取決于要進(jìn)行的測量工作和要測量的信號。有些情況下DSO的優(yōu)點(diǎn)比較明顯,而在另一些情況下模擬示波器要比現(xiàn)有的DSO都要好。

1、簡單重復(fù)性信號

使用模擬示波器DSO示波器通常都能很好的觀察簡單重復(fù)性信號。但是兩者都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。對于模擬示波器來說,由于CRT的余輝時(shí)間很短,因而很難顯示頻率很低的信號。由于示波管上的掃跡亮度和掃描速度成反比,所以具有快速上升、下降時(shí)間的低重復(fù)速率信號就很難看到。而DSO的掃跡亮度和掃描速度與信號重復(fù)速率無關(guān)。隨著被測信號情況的不同,這個(gè)可能是優(yōu)點(diǎn)也可能是缺點(diǎn)。對于顯示具有足夠重復(fù)速率的重復(fù)性信號的快速沿來說,DSO和模擬示波器的性能幾乎沒有什么區(qū)別。用兩種示波器都能很好的觀察信號波形。

當(dāng)要進(jìn)行信號參量的測量時(shí),DSO的優(yōu)點(diǎn)在于具有自動測量的能力。而使用模擬示波器時(shí),用戶必須自己設(shè)置光標(biāo),分析理解顯示的波形才能得到測量的結(jié)果。如果要進(jìn)行調(diào)整工作,那么一般最好使用模擬示波器。這是因?yàn)槟M示波器的實(shí)時(shí)顯示能力使它在每一時(shí)刻都能顯示出輸入的電壓。其波形更新速率(每秒鐘在屏幕上描畫掃跡的次數(shù))很高。在高掃描速度時(shí)可以遠(yuǎn)超過100000次掃描/秒。所以信號的任何變化都會立即顯示出來。而且有些信號的變化會在顯示屏幕上以波形亮度變化的形式表現(xiàn)出來。與模擬示波器相反,DSO所顯示的是用采集的波形數(shù)據(jù)重建的波形。每秒鐘采集波形的次數(shù)遠(yuǎn)低于100次。在有些示波器上,甚至不超過5次。結(jié)果在信號發(fā)生變化和變化了的信號在屏幕上顯示出來之間就有了明顯的時(shí)間延遲。當(dāng)對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整工作時(shí),這是使用DSO的重大缺點(diǎn)。

2、比較復(fù)雜的重復(fù)性信號

上述的簡單重復(fù)性信號可以在很多電子學(xué)領(lǐng)域中見到,這些信號常用來作為信息的載體。為此目的可以有多種形式,例如正弦波、脈沖、斜波或階梯波等。而且多種調(diào)制信號和多種調(diào)制方式常??赡芡瑫r(shí)使用。一個(gè)常見的復(fù)雜模擬信號的事例就是全電視信號。此信號由多種不同頻率不同幅度的的分量構(gòu)成。既包括脈沖也包括方波,再加上為表示彩色信息而進(jìn)行了相移的另外的正弦波。對于這樣的情況,模擬示波器和DSO都有其自己特別的優(yōu)點(diǎn),各自都能對信號的不同部分進(jìn)行最佳的觀察。

例如模擬示波器具有無限的分辨率和每秒鐘很高的掃描次數(shù),它能顯示出波形在時(shí)間上的分布。波形掃描上的亮度變化正比于信號在某一特定電平持續(xù)的時(shí)間。這就很好的顯示出了彩色調(diào)制的情況。由于示波器具有很高的波形更新速率,所以能立即顯示出對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整的效果。使用DSO時(shí),由于其采樣點(diǎn)數(shù)有限以及沒有亮度的變化,使得很多波形細(xì)節(jié)信息無法顯示出來。雖然有些DSO可能具有兩個(gè)或多個(gè)亮度層次,但這只是相對意義上的區(qū)別,再加上示波器有限的顯示分辨率,使它仍然不能重現(xiàn)模擬顯示的效果。

如果只要顯示一行視頻信號的小部分,例如某一特定行中的TV發(fā)送測試信號、圖文電視數(shù)據(jù)或者某一特定行上彩色脈沖群,那么最好使用DSO。如果使用模擬示波器,則由于相對比較低的信號重復(fù)速率,再加上要觀察的信號部分本身時(shí)間很短,很容易導(dǎo)致顯示的畫面太暗而難以看見。而DSO則不論信號的重復(fù)速率高低,都具有一致的亮度,因而能以很高的亮度顯示此信號。

如果重復(fù)性的波形中還包含著寬度很窄的尖峰或毛刺,那么使用模擬示波器觀察整個(gè)波形是不可能看到這些尖峰或毛刺的。而當(dāng)使用DSO時(shí),使用峰值檢測就可以把這些尖峰顯示出來。

3、非重復(fù)性信號和瞬變

模擬示波器和DSO的主要區(qū)別在于DSO能夠存儲波形信息。這使得DSO在研究非重復(fù)性信號和瞬變的工作中具有特別寶貴的價(jià)值。非重復(fù)性信號和瞬變是很多系統(tǒng)中都可以看見到。例如測量一個(gè)電系統(tǒng)的沖擊電流、破壞性實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)測量。在破壞性實(shí)驗(yàn)中只能進(jìn)行一次測量。雖然很多模擬示波器也常常有單次測量能力,即可以產(chǎn)生單次的時(shí)基掃描。

在DSO出現(xiàn)以前,非重復(fù)性信號和瞬變由于觀察極為困難而且代價(jià)過高,所以此類工作很多情況下都只能選擇放棄。因?yàn)槟菚r(shí),觀察這類信號需要使用昂貴的模擬存儲示波器、照相機(jī)和長余輝示波管等等。

如果某一事件只發(fā)生一次,那么模擬示波器通常是不能應(yīng)付的。而這正是DSO展示其強(qiáng)大能力的時(shí)機(jī),DSO能捕捉這種罕見的一次性事件,并能按照所希望的長時(shí)間的將它顯示出來。這種罕見的事件甚至可能是干擾的結(jié)果。通過用干擾本身來觸發(fā),DSO具有顯示預(yù)觸發(fā)的能力,包括顯示干擾的原因。

四、如何選擇示波器

自從示波器問世以來,它一直是最重要、最常用的電子測試工具之一;由于電子技術(shù)的發(fā)展,示波器的能力也在不斷提升,其性能與價(jià)格也五花八門,市場參差不齊,那么如何選擇示波器呢?
1首先要了解所要測試的信號

  • 要知道用示波器觀察什么?要捕捉并觀察的信號其典型性能是什么?信號是否有復(fù)雜的特性?信號是重復(fù)信號還是單次信號?打算同時(shí)顯示多少信號?
  • 要測量的信號過渡過程帶寬,或者上升時(shí)間是多大?打算用何種信號特性來觸發(fā)短脈沖、脈沖寬度、窄脈沖等?

2 模擬示波器還是數(shù)字示波器?

傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為模擬示波器具有熟悉的面板控制,價(jià)格低廉,因而總覺得模擬示波器“使用方便”。但是隨著A/D轉(zhuǎn)換器速度逐年提高和價(jià)格不斷降低,以及數(shù)字示波器不斷增加的測量能力和實(shí)際上不受限制的各種功能,數(shù)字示波器已獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。

3、帶寬如何?

帶寬一般定義為正弦輸入信號幅度衰減到-3dB時(shí)的頻率,即70.7%,帶寬決定示波器對信號的基本測量能力。隨著信號頻率的增加,示波器對信號的準(zhǔn)確顯示能力將下降,如果沒有足夠的帶寬,示波器將無法分辨高頻變化。幅度將出現(xiàn)失真,邊緣將會消失,細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)將被丟失。如果沒有足夠的帶寬,得到的關(guān)于信號的所有特性,響鈴和振鳴等都毫無意義。

   一個(gè)決定所需要的示波器帶寬有效的經(jīng)驗(yàn)法則是“5倍準(zhǔn)則”;即將要測量的信號最高頻率分量乘以5。這將會使在測量中獲得高于2%的精度。在某些應(yīng)用場合,若不知道感興趣的信號帶寬,但是知道它的最快上升時(shí)間,大多數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)用下面的公式來計(jì)算關(guān)聯(lián)帶寬和儀器的上升時(shí)間:Bw=0.35/信號的最快上升時(shí)間。

   帶寬有兩種類型:重復(fù)(或等效時(shí)間)帶寬和實(shí)時(shí)(或單次)帶寬。重復(fù)帶寬只適用于重復(fù)的信號,顯示來自于多次信號采集期間的采樣。實(shí)時(shí)帶寬是示波器的單次采樣中所能捕捉的最高頻率,且當(dāng)捕捉的事件不是經(jīng)常出現(xiàn)時(shí)要求相當(dāng)苛刻。實(shí)時(shí)帶寬與采樣速率聯(lián)系在一起。

  由于更寬的帶寬往往意味著更高的價(jià)格,因此應(yīng)對照你的預(yù)算來評定通常要觀察信號的頻率成分。

4、采樣速率怎樣?

采樣速率定義為每秒采樣次數(shù)(S/s),指數(shù)字示波器對信號采樣的頻率。示波器的采樣速率越快,所顯示的波形的分辨率和清晰度就高,重要信息和事件丟失的概率就越小。如果需要觀測較長時(shí)間范圍內(nèi)的慢變信號,則最小采樣速率就變得較為重要。為了在顯示的波形記錄中 保持固定的波形數(shù),需要調(diào)整水平控制按鈕,而所顯示的采樣速率也將隨著水平調(diào)節(jié)按鈕的調(diào)節(jié)而變化。
計(jì)算的采樣速率方法取決于所測量的波形的類型,以及示波器所采用的信號重建方式。
為了準(zhǔn)確地再現(xiàn)信號并避免混淆,奈奎斯定理規(guī)定:信號的采樣速率必須不小于其最高頻率成分的兩倍。然而,這個(gè)定理的前提是基于無限長時(shí)間和連續(xù)的信號。由于沒有示波器可以提供無限時(shí)間的記錄長度,而且,從定義上看,低頻干擾是不連續(xù)的,所以采用兩倍于最高頻率成分的采樣速率通常是不夠的。實(shí)際上,信號的準(zhǔn)確再現(xiàn)取決于其采樣速率和信號采樣點(diǎn)間隙所采用的插值法。一些示波器會為操作者提供以下選擇:測量正弦信號的正弦插值法,以及測量矩形波、脈沖和其他信號類型的線性插值法。

  有一個(gè)在比較取樣速率和信號帶寬時(shí)很有用的經(jīng)驗(yàn)法則:如果您正在觀察的示波器有內(nèi)插(通過篩選以便在取樣點(diǎn)間重新生成),則(取樣速率/信號帶寬)的比值至少應(yīng)為4∶1。無正弦內(nèi)插時(shí),則應(yīng)采取10∶1的比值。

5、屏幕刷新率多快?

  所有的示波器都會閃爍。也就是說,示波器每秒鐘以特定的次數(shù)捕獲信號,在這些測量點(diǎn)之間將不再進(jìn)行測量。這就是波形捕獲速率,也稱屏幕刷新率,表示為波形數(shù)每秒(wfms/s)。采樣速率表示的是示波器在一個(gè)波形或周期內(nèi),采樣輸入信號的頻率;波形捕獲速率則是指示波器采集波形的速度。波形捕獲速率取決于示波器的類型和性能級別,且有著很大的變化范圍。高波形捕獲速率的示波器將會提供更多的重要信號特性,并能極大地增加示波器快速捕獲瞬時(shí)的異常情況,如抖動、矮脈沖、低頻干擾和瞬時(shí)誤差的概率。

  數(shù)字存儲示波器(DSO)使用串行處理結(jié)構(gòu)每秒鐘可以捕獲10到5000個(gè)波形。DPO數(shù)字熒光示波器采用并行處理結(jié)構(gòu),可以提供更高的波形捕獲速率,有的高達(dá)每秒數(shù)百萬個(gè)波形,大大提高了捕獲間歇和難以捕捉事件的可能性,并能更快地發(fā)現(xiàn)信號存在的問題。

6、存儲深度是多少?

存儲深度是示波器所能存儲的采樣點(diǎn)多少的量度。如果需要不間斷的捕捉一個(gè)脈沖串,則要求示波器有足夠的存儲器以便捕捉整個(gè)事件。將所要捕捉的時(shí)間長度除以精確重現(xiàn)信號所須的取樣速度,可以計(jì)算出所要求的存儲深度,也稱記錄長度。
   在正確位置上捕捉信號的有效觸發(fā),通??梢詼p小示波器實(shí)際需要的存儲量。存儲深度與取樣速度密切相關(guān)。所需要的存儲深度取決于要測量的總時(shí)間跨度和所要求的時(shí)間分辨率。現(xiàn)代的示波器允許用戶選擇記錄長度,以便對一些操作中的細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。分析一個(gè)十分穩(wěn)定的正弦信號,只需要500點(diǎn)的記錄長度;但如果要解析一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流,則需要有一百萬個(gè)點(diǎn)或更多點(diǎn)的記錄長度。

7、要求何種觸發(fā)?

示波器的觸發(fā)能使信號在正確的位置點(diǎn)同步水平掃描,決定著信號特性是否清晰。觸發(fā)控制按鈕可以穩(wěn)定重復(fù)的波形并捕獲單次波形。大多數(shù)通用示波器的用戶只采用邊沿觸發(fā)方式,但是其它觸發(fā)方式在某些應(yīng)用場合,例如對新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的故障查尋是非常有用的。先進(jìn)的觸發(fā)方式可將所關(guān)心的事件分離出來,從而最有效地利用取樣速度和存儲深度。
   現(xiàn)今有很多示波器,具有先進(jìn)的觸發(fā)能力:能根據(jù)由幅度定義的脈沖(如短脈沖),由時(shí)間限定的脈沖(脈沖寬度、窄脈沖、轉(zhuǎn)換率、建立/保持時(shí)間)和由邏輯狀態(tài)或圖形描述的脈沖(邏輯觸發(fā))進(jìn)行觸發(fā)。擴(kuò)展和常規(guī)的觸發(fā)功能組合也幫助顯示視頻和其它難以捕捉的信號,如此先進(jìn)的觸發(fā)能力,在設(shè)置測試過程時(shí)提供了很大程度的靈活性,而且能大大地簡化工作。

8、有多少通道?

  對于通常的經(jīng)濟(jì)型故障查尋應(yīng)用來說,需要的是雙通道示波器。然而,如果要求觀察若干個(gè)模擬信號的相互關(guān)系,將需要一臺4通道示波器。許多工作于模擬與數(shù)字兩種信號的系統(tǒng)的工程師也考慮采用4通道示波器。還有一種較新的選擇,即所謂混合信號示波器,它將邏輯分析儀的通道計(jì)數(shù)及觸發(fā)能力與示波器的較高分辨率綜合到具有時(shí)間相關(guān)顯示的單一儀器之中。

9、必須發(fā)現(xiàn)這些難以捉摸的異?,F(xiàn)象嗎?

  屏幕更新速率、波形捕獲方式、和觸發(fā)能力三個(gè)主要因素影響著示波器顯示日常測試與調(diào)試中所遇到的未知和復(fù)雜信號的能力。波形捕獲模式有以下幾種:采樣模式、峰值檢測模式、高分辨率模式、包絡(luò)模式、平均值模式等。屏幕更新速率給出的是關(guān)于示波器對信號和控制的變化反應(yīng)有多快的概念,而峰值檢測有助于在較慢的信號中捕捉快速信號的峰值。最好的辦法是看看示波器對信號處理情況,觀察一下更新速率和峰值檢測的反應(yīng),以確信這些功能并未因其它方面缺乏靈活性而受到損害。

10、示波器的指標(biāo)精度如何?

  示波器的指標(biāo)有很多:如垂直靈敏度、掃描速度、增益精度、時(shí)間基準(zhǔn)、垂直分辨率、保修期等。

11、確定所需要的分析功能?

   數(shù)字示波器的最大優(yōu)點(diǎn)是它們能得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量,且按一下按鈕即可實(shí)現(xiàn)各種分析功能。雖然可利用的功能因廠家和型號而異,但它們一般包括諸如頻率、上升時(shí)間、脈沖寬度等等的測量。某些數(shù)字示波器還提供快速傅里葉變換(FFT)功能。

12、探頭和附件如何?

  容易忘記的一點(diǎn)是,當(dāng)安上探頭時(shí),它就成為電路的一部分了。結(jié)果它將造成電阻性、電容性和電感性負(fù)載,使示波器呈現(xiàn)出與被測對象不同的測量結(jié)果。因此,針對不同應(yīng)用應(yīng)備有適當(dāng)?shù)奶结?,然后選擇其中一種,使負(fù)載效應(yīng)最小,使信號得到最精確的復(fù)現(xiàn)。由于SMT元件的發(fā)展,連接更因難。

13、能否不費(fèi)力地使用這臺示波器嗎?

  很顯然,如果不能訪問各種功能,或者要花很多時(shí)間去學(xué)習(xí)它們,那么這樣的示波器將價(jià)值不大。
14、示波器的數(shù)據(jù)管理和連接性怎樣?

  對測量結(jié)果的分析是非常重要的。將信息和測量結(jié)果在高速通信網(wǎng)絡(luò)中便捷地保存和共享也變得日益重要。
   示波器的互聯(lián)性提供對結(jié)果的高級分析能力并簡化結(jié)果的存檔和共享。一些示波器通過標(biāo)準(zhǔn)的接口(GPIB、RS-232、USB、以太網(wǎng))和網(wǎng)絡(luò)通信模式提供一系列的功能和控制方式。

15、示波器是否可具有擴(kuò)展性?

示波器應(yīng)該能夠不斷地適應(yīng)需求的變化。一些示波器可以隨機(jī)擴(kuò)展:

  • 增加通道的內(nèi)存以分析更長的記錄長度
  • 增加面對具體應(yīng)用的測量功能
  • 有一整套兼容的探頭和模塊,加強(qiáng)示波器的能力
  • 同通用第三方的Windows兼容的分析軟件協(xié)同工作
  • 增加附件,如電池組和機(jī)架固定件等。


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