技術交(jiāo)流
怎樣選擇适(shì)合的示波器(qì)？
來源: 發布(bù)時間:2016-10-19 浏覽量:48
當考慮購(gòu)買新的示波器時，用戶往往會提(tí)出許多問題(tí)。比如，應當選擇哪種示波器？需(xū)要多寬的帶寬？模拟示波器能夠滿足工(gōng)作需要嗎？還是需要(yào)一台(tái)DSO數字信号示波器？
另一(yī)個(gè)人們經常問的(de)問題(tí)是："DSO能(néng)夠滿(mǎn)足我的工作需要嗎？"換句話說，DSO能完成我原來用模拟(nǐ)示波器(qì)所作的所有測量工作嗎？
遺憾的是對所有這些問題并沒有一個簡(jiǎn)潔(jié)的答案。問題(tí)的答案完全取決于要進行(háng)的測量工作和要測量的(de)信号。在有些情況下模拟示波器比現(xiàn)有的DSO都要好，現在讓我們來考察若幹主要的思考原則。
對于顯示具有足夠高重複速率的重複性信号的快速沿來說，DOS和模拟示波器的性能(néng)幾乎(hū)沒有什麽(me)區别。用(yòng)兩種示波器都能很好(hǎo)的觀察信号波形。
當要進行信号參量的測量時，DSO的優點在于具有自動測量的能力。而使用模拟示波器時，用戶必須自己設置光标、分析(xī)理解顯示的波形才能得(dé)到測(cè)量的結果。
如果要進行調整工作，那麽一般最好使用(yòng)模拟示波器。這是(shì)因爲模拟示波器的實時(shí)顯示能力(lì)使它在每時刻都(dōu)能顯示出輸(shū)入的電壓。其波形更新速率（每秒鍾在屏(píng)幕上描畫掃迹的次(cì)數(shù)）很高，在高掃描速(sù)度時可以(yǐ)遠超(chāo)過100000次掃描/秒。所以信号的(de)任何變(biàn)化都會立即顯(xiǎn)示出來。而且(qiě)有些領事的變(biàn)化會在顯示屏幕上以波形亮度變(biàn)化的形式表現出來。
與模拟示波器相反，DSO所顯示的是用采集的波形數據重建的(de)波形。每秒鍾采(cǎi)集波形的閃數遠低(dī)于(yú)100次。在有些示波(bō)器上，每秒鍾采集波形的次婁法超過去5次(cì)。結果在信(xìn)号發生變化和變化了的信号(hào)在屏幕上顯示出來(lái)之間(jiān)就有了明(míng)顯的時間延遲。當對系統(tǒng)進行調整工作時，這(zhè)是使(shǐ)用DSO的重大缺(quē)點。
一個常見的複雜模拟信号的實例就是全電(diàn)視信号。此信号由多種不同頻率，不同幅度的分量構成，既包(bāo)括脈沖，也包括正弦波，于加(jiā)上爲表示彩色信息而進行了相移的另外的正弦波。對于這樣的情況，模拟示波厭的DSO都有其自己特别的優點，各(gè)自都能對信号的不同部分進(jìn)行最佳節觀察。
例如，模拟示波器具有限的分辯率和(hé)每(měi)秒鍾很高的掃描次(cì)數，它能(néng)顯示出波(bō)形在時間止的頒(bān)波形掃描(miáo)上的這度變化正比于信号在(zài)某一特定持續(xù)的時(shí)間，這就很好的顯示出彩色調制的(de)情況。由于(yú)示波器具有很高的波形更新速率(lǜ)（第秒鍾的掃描次(cì)數很高），所以它能立即顯示出對系統進行調整的效果。
使用DSO時，由于其采樣點數有限以(yǐ)及沒(méi)有亮度的變(biàn)化，使得很多波形細節信息無法(fǎ)顯示(shì)出來，雖然有些DSO可能具有兩上或多個亮(liàng)度層次，但(dàn)這隻是相(xiàng)對意義上的區别，再加上示波器有限的(de)顯示分辨率，使它仍然不能重現模拟(nǐ)顯示的效果。
如(rú)果隻要顯示一行視頻信号的小部分，例如(rú)某一(yī)特定行中的TV發送測(cè)試信号、圖文電視數據(jù)或者某一特定行上的采色脈沖群(qún)，那麽最好DSO。如果使(shǐ)用模拟示波器(qì)，則由于相(xiàng)對比較低的信号重複速率(lǜ)，再加上(shàng)要觀察的信号部分本身時間很短，很容(róng)易導(dǎo)緻顯示的畫面太暗而(ér)難以看見。而DSO則不論信号的重複速率(lǜ)高低具有(yǒu)一緻的亮度，因而能以很高的這度顯示此信号。
如果重複性的淺薄形中還包含着寬度很窄的尖峰或毛刺，那(nà)麽使用模拟示波器觀察整個(gè)波形式是不可能看到這些類峰或毛刺的。而當DSO時，使(shǐ)用峰值檢測就可以所這些尖峰顯示出來
如果某一個事件隻發生一次，那麽模拟示波器通常是不能應(yīng)付的。而這正是DSO展示其強大能力的時機，DSO能夠捕(bǔ)捉這種罕見(jiàn)的一次性事件，并且按照你的的希望長時間地将它顯示出(chū)來。
這種罕見的事件甚至可能是幹擾的結果(guǒ)，通過(guò)用幹擾本身來觸發，DSO具有顯示預觸發信息的能力，包括顯示幹擾(rǎo)的原因。
市(shì)場上見到的(de)一些DSO号稱具有“模拟示波器的外觀和感覺”。但這些都是(shì)純粹的DSO，盡管其中有一些示(shì)波器的控制機構排列得和(hé)許多模拟示波器完全相同(tóng)，而另一(yī)些又具有(yǒu)很高掃描更新率以模仿真正(zhèng)的模拟示波器的能(néng)力。或者，他們可能具有很高的(de)采樣速率而采集波形的記錄(lù)長度都很有限，從而不具備觀察比較(jiào)複雜的信号，避免出現假象信号所需要的時間分辨(biàn)率，當然，這些示波器不僅(jǐn)具有(yǒu)DSO的優(yōu)點，也具有DSO的全部缺點(diǎn)。
值得慶幸的(de)是，現在有一種示波器能夠真正的把模拟示波器和DSO兩(liǎng)者的能力和優(yōu)點結合于(yú)一台儀器。這就是組合示波器，組合示波器把一台高性能模(mó)拟示波器組合在一起，并且能很容易的(de)從一種工作模式轉換到另一種工作模式。
技術人員選(xuǎn)用了組合示波器就意味(wèi)着，隻要有這台示波(bō)器(qì)就足夠恥，不管他的工作需求如何，他(tā)的手邊總有合适的工具。當這(zhè)台儀器設置成DSO時，用戶可以用(yòng)它來(lái)進行自動參數(shù)，測量，存貯采集的波形進而制作硬考貝(bèi)；而同時，當需要地時候(hòu)還能具有模拟示(shì)波器的無限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示，并且使用組合示波器時，不管信号重複速率(lǜ)的高低，都可獲得(dé)最亮的顯示，換句話說，組合(hé)示波器使(shǐ)用得模拟示波器和DSO兩者的精華兼備于一身(shēn)。
另一(yī)個(gè)人們經常問的(de)問題(tí)是："DSO能(néng)夠滿(mǎn)足我的工作需要嗎？"換句話說，DSO能完成我原來用模拟(nǐ)示波器(qì)所作的所有測量工作嗎？
遺憾的是對所有這些問題并沒有一個簡(jiǎn)潔(jié)的答案。問題(tí)的答案完全取決于要進行(háng)的測量工作和要測量的(de)信号。在有些情況下模拟示波器比現(xiàn)有的DSO都要好，現在讓我們來考察若幹主要的思考原則。
1、簡(jiǎn)單重複性信号
使用(yòng)模拟示波器和DSO通常(cháng)都能(néng)很好地觀察(chá)簡(jiǎn)單重複(fú)性信号。但是兩者都有其優點和局限性。對(duì)于模拟示(shì)波(bō)器來說，由于CRT的餘輝時間很短，因而難于顯示頻(pín)率很低的(de)信号。由于示波(bō)管上的掃迹亮度和(hé)掃描(miáo)速度成反比，所以具有快速上升、下降時間的低重(zhòng)複速率信号就(jiù)很難看到(dào)。而DSO的(de)掃迹亮度和掃描(miáo)速度與信号重複速率無關(guān)。随着被測信号情況的不(bú)同，這個(gè)特點可能是優點也可能是缺點。對于顯示具有足夠高重複速率的重複性信号的快速沿來說，DOS和模拟示波器的性能(néng)幾乎(hū)沒有什麽(me)區别。用(yòng)兩種示波器都能很好(hǎo)的觀察信号波形。
當要進行信号參量的測量時，DSO的優點在于具有自動測量的能力。而使用模拟示波器時，用戶必須自己設置光标、分析(xī)理解顯示的波形才能得(dé)到測(cè)量的結果。
如果要進行調整工作，那麽一般最好使用(yòng)模拟示波器。這是(shì)因爲模拟示波器的實時(shí)顯示能力(lì)使它在每時刻都(dōu)能顯示出輸(shū)入的電壓。其波形更新速率（每秒鍾在屏(píng)幕上描畫掃迹的次(cì)數(shù)）很高，在高掃描速(sù)度時可以(yǐ)遠超(chāo)過100000次掃描/秒。所以信号的(de)任何變(biàn)化都會立即顯(xiǎn)示出來。而且(qiě)有些領事的變(biàn)化會在顯示屏幕上以波形亮度變(biàn)化的形式表現出來。
與模拟示波器相反，DSO所顯示的是用采集的波形數據重建的(de)波形。每秒鍾采(cǎi)集波形的閃數遠低(dī)于(yú)100次。在有些示波(bō)器上，每秒鍾采集波形的次婁法超過去5次(cì)。結果在信(xìn)号發生變化和變化了的信号(hào)在屏幕上顯示出來(lái)之間(jiān)就有了明(míng)顯的時間延遲。當對系統(tǒng)進行調整工作時，這(zhè)是使(shǐ)用DSO的重大缺(quē)點。
2、比較複雜的重複性信号(hào)
上述的簡(jiǎn)單重複性信(xìn)号(hào)可以在很多電子學領域中見到，但是這些信号常(cháng)常用來(lái)作爲信息的載體。爲此目的可以有多種形(xíng)式，例如(rú)正弦(xián)波、泳沖、斜波(bō)或階梯波等，而且多種調制信号和多種調(diào)制方式常常可能同時使用(yòng)。一個常見的複雜模拟信号的實例就是全電(diàn)視信号。此信号由多種不同頻率，不同幅度的分量構成，既包(bāo)括脈沖，也包括正弦波，于加(jiā)上爲表示彩色信息而進行了相移的另外的正弦波。對于這樣的情況，模拟示波厭的DSO都有其自己特别的優點，各(gè)自都能對信号的不同部分進(jìn)行最佳節觀察。
例如，模拟示波器具有限的分辯率和(hé)每(měi)秒鍾很高的掃描次(cì)數，它能(néng)顯示出波(bō)形在時間止的頒(bān)波形掃描(miáo)上的這度變化正比于信号在(zài)某一特定持續(xù)的時(shí)間，這就很好的顯示出彩色調制的(de)情況。由于(yú)示波器具有很高的波形更新速率(lǜ)（第秒鍾的掃描次(cì)數很高），所以它能立即顯示出對系統進行調整的效果。
使用DSO時，由于其采樣點數有限以(yǐ)及沒(méi)有亮度的變(biàn)化，使得很多波形細節信息無法(fǎ)顯示(shì)出來，雖然有些DSO可能具有兩上或多個亮(liàng)度層次，但(dàn)這隻是相(xiàng)對意義上的區别，再加上示波器有限的(de)顯示分辨率，使它仍然不能重現模拟(nǐ)顯示的效果。
如(rú)果隻要顯示一行視頻信号的小部分，例如(rú)某一(yī)特定行中的TV發送測(cè)試信号、圖文電視數據(jù)或者某一特定行上的采色脈沖群(qún)，那麽最好DSO。如果使(shǐ)用模拟示波器(qì)，則由于相(xiàng)對比較低的信号重複速率(lǜ)，再加上(shàng)要觀察的信号部分本身時間很短，很容(róng)易導(dǎo)緻顯示的畫面太暗而(ér)難以看見。而DSO則不論信号的重複速率(lǜ)高低具有(yǒu)一緻的亮度，因而能以很高的這度顯示此信号。
如果重複性的淺薄形中還包含着寬度很窄的尖峰或毛刺，那(nà)麽使用模拟示波器觀察整個(gè)波形式是不可能看到這些類峰或毛刺的。而當DSO時，使(shǐ)用峰值檢測就可以所這些尖峰顯示出來
3、非重複性信号和(hé)瞬變
以前，由(yóu)于觀(guān)察極爲困難而且(qiě)代價過高，所以很(hěn)多觀(guān)察非重複性信号和瞬變的工(gōng)作都不得不許諾了，因爲在那個時(shí)候，觀察這類的(de)信号需要使(shǐ)用昂貴(guì)的模拟存儲示波器、照相機和長餘輝示波管等。如果某一個事件隻發生一次，那麽模拟示波器通常是不能應(yīng)付的。而這正是DSO展示其強大能力的時機，DSO能夠捕(bǔ)捉這種罕見(jiàn)的一次性事件，并且按照你的的希望長時間地将它顯示出(chū)來。
這種罕見的事件甚至可能是幹擾的結果(guǒ)，通過(guò)用幹擾本身來觸發，DSO具有顯示預觸發信息的能力，包括顯示幹擾(rǎo)的原因。
4、模(mó)拟示波器、數(shù)字(zì)示波器，還是二者兼備
我們已經看到，在日常工作中技術人員(yuán)同時需要模(mó)拟示波器和數字存儲示波器，以便對他們工作中遇到(dào)的信号進行最好的(de)觀察，在某些(xiē)應用場合模拟示波器比較合适，而在另一些場(chǎng)合DSO則是更好的(de)選擇。市(shì)場上見到的(de)一些DSO号稱具有“模拟示波器的外觀和感覺”。但這些都是(shì)純粹的DSO，盡管其中有一些示(shì)波器的控制機構排列得和(hé)許多模拟示波器完全相同(tóng)，而另一(yī)些又具有(yǒu)很高掃描更新率以模仿真正(zhèng)的模拟示波器的能(néng)力。或者，他們可能具有很高的(de)采樣速率而采集波形的記錄(lù)長度都很有限，從而不具備觀察比較(jiào)複雜的信号，避免出現假象信号所需要的時間分辨(biàn)率，當然，這些示波器不僅(jǐn)具有(yǒu)DSO的優(yōu)點，也具有DSO的全部缺點(diǎn)。
值得慶幸的(de)是，現在有一種示波器能夠真正的把模拟示波器和DSO兩(liǎng)者的能力和優(yōu)點結合于(yú)一台儀器。這就是組合示波器，組合示波器把一台高性能模(mó)拟示波器組合在一起，并且能很容易的(de)從一種工作模式轉換到另一種工作模式。
技術人員選(xuǎn)用了組合示波器就意味(wèi)着，隻要有這台示波(bō)器(qì)就足夠恥，不管他的工作需求如何，他(tā)的手邊總有合适的工具。當這(zhè)台儀器設置成DSO時，用戶可以用(yòng)它來(lái)進行自動參數(shù)，測量，存貯采集的波形進而制作硬考貝(bèi)；而同時，當需要地時候(hòu)還能具有模拟示(shì)波器的無限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示，并且使用組合示波器時，不管信号重複速率(lǜ)的高低，都可獲得(dé)最亮的顯示，換句話說，組合(hé)示波器使(shǐ)用得模拟示波器和DSO兩者的精華兼備于一身(shēn)。