技術交流
首先來了解一下示(shì)波器是用來幹(gàn)什麽的?示(shì)波器是觀察波形(xíng)的窗口,它讓設計人員或維修人(rén)員詳細看見電子波(bō)形,達到眼見爲實的(de)效果。因爲人眼是最靈敏的視覺器官,可(kě)以明察秋毫之(zhī)末,極爲迅速地反映物體至大(dà)腦,作(zuò)出比較和判斷。因此,示波器亦(yì)譽爲波形(xíng)多用表。
早期示波器隻顯(xiǎn)示電壓随時間的變化,作定性的觀察。随後,改進的示波(bō)器具備定(dìng)量的功能,測量幅度和時間,以及它們的變化情況(kuàng)。同時,爲(wèi)了記錄和比較偶(ǒu)發事件,要借助照相機和示波管的(de)長餘輝效應。
模拟示波器的頻率特性由垂直放大器和陰極示波管來決定(dìng)。八十年代示波器引入數字處(chù)理和微處理器,出現數字示波器,現在把模拟(nǐ)示波器稱爲模拟實時示波器(ART),數字示波器稱爲數字存儲示(shì)波器(DSO)。
ART需要與帶寬相适應的放大器(qì)和陰極射線示波管,随着(zhe)頻率的提高,對陰極射線示波(bō)管的工藝要求嚴格,成本(běn)增加,存并瓶頸。DSO隻要與帶(dài)寬相适應的高速(sù)A/D轉換器,其它存儲(chǔ)器和D/A轉換器以及顯示器都是較低(dī)速成的部件,顯(xiǎn)示器可用LCD平面(miàn)陣列(liè)和彩色屏幕。
DSO采用微處理器作控制(zhì)和數據處理,使DSO具有(yǒu)超前觸發、組合(hé)觸發、毛刺捕捉、波(bō)形處(chù)理、硬拷貝輸出、軟盤記錄、長時(shí)間波形存儲等ART所不具備的功能,目前DSO的帶寬也超過(guò)1GHz,在許多方面都超過ART的性能。
DSO也(yě)有不(bú)足之處(chù),帶寬取決于取樣率,比較通用的取樣率等于(yú)帶寬的4倍(bèi)。複現的波形靠内插算法(fǎ)補齊,波形會(huì)有失(shī)真;A/D轉換速(sù)度快,但D/A轉(zhuǎn)換速度慢,故波(bō)形更新率低,偶發信号會被遺漏;垂直分辨率一般用8位,顯然較低;面闆旋鈕多,菜單複雜,使用不方便;沒(méi)有亮度調制,觀察不到(dào)三維圖形;波形(xíng)存儲容量不夠,無法對波形進行處理等等。
目前DSO的不(bú)足之處已基本被克服,但是并非全部良好性能都體現在同一部示波(bō)器内,亦(yì)即每部DSO都會有一定特點,也有某些不足,在選擇型号時應該留意對比。有些型号的DSO具有與ART一樣的(de)波形更新率,有些型号的DSO卻(què)沒有,有(yǒu)一種DSO具有ART的熒光屏三維圖形顯示能(néng)力,而大部分DSO不(bú)具備這種(zhǒng)性能。大部分DSO實時帶(dài)寬與單次帶寬相同,但(dàn)也有隻保證實時帶寬的DSO。
前述DSO都包含A/D轉換器(qì)和微處理器。這樣(yàng)一來,在(zài)PC機增(zēng)加插卡亦可(kě)構成DSO,但一(yī)般取樣率較低(dī),功能較少,價格也便宜。還有采用VXI總線的DSO模塊(kuài),以及機架式的(de)
DSO插件
DSO的(de)存儲器是示(shì)波(bō)器部件中僅次于A/D轉換(huàn)器的元件,它保存被測信号的樣品,供後續的D/A轉換器(qì)把波形(xíng)複(fú)原,現在存儲(chǔ)容量可達到1M以(yǐ)上。
普通DSO有8位垂直分辨率(lǜ),即每次掃描有256個樣品,需要256點的存(cún)儲,相當256字節。如果提高分辨率,将水平(píng)軸擴大10倍,則相當20K 字節;垂直軸亦擴大10倍,相當40K字節。由(yóu)此可(kě)見,DSO最少應有2K字節,中等的(de)DSO應有40K 字節以上。如果要記錄10倍上述的波形,則起碼要400K 字節以上。因此,存儲容(róng)量大小很重要(yào)。