數字存儲示波器

數字存儲示波器

是一種具有存儲功能的數字設備,它利用數字電路進行模數轉換,存儲預觸發信號。數字存儲示波器除了具有模擬示波器的功能外,還具有波形觸發、存儲、顯示、測量、波形數據分

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        數字存儲示波器是一種具有存儲功能的數字設備,它利用數字電路進行模數轉換,存儲預觸發信號。數字存儲示波器除了具有模擬示波器的功能外,還具有波形觸發、存儲、顯示、測量、波形數據分析和處理等獨特的優點

        數字存儲示波器不同于一般的模擬示波器。它將采集到的模擬電壓信號轉換成數字信號,由內部微機進行分析、處理、存儲、顯示或打印。這種示波器通常具有程控和遙控功能。通過GPIB接口,可以將數據傳輸到計算機等外部設備進行分析和處理。

        其工作過程一般分為儲存和陳列兩個階段。在存儲階段,對測量的模擬信號進行采樣和量化,經a/D轉換器轉換成數字信號,然后存儲在RAM中。當采樣頻率足夠高時,可以不失真地存儲信號。當需要觀察信息時,只要將信息以適當的頻率按原順序從存儲器RAM中取出,經D/a轉換和LPF濾波后送入示波器,就可以觀察到恢復的波形。

        P31熒光粉在陰極射線管上的余輝時間小于1ms。在某些情況下,使用P7熒光材料的陰極射線管可以產生約300ms的余輝時間。只要信號照射到熒光物質,CRT就會連續顯示信號波形。當信號被去除時,用P31材料的CRT上的記錄道迅速變暗,而用P7材料的CRT上的記錄道停留的時間更長。

        那么,如果信號在一秒鐘內只有幾次,或者信號的周期只有幾秒鐘,甚至信號只爆發一次,會發生什么呢?在這種情況下,使用上述模擬示波器很難觀察到這些信號。

        所謂數字存儲就是將信號以數字編碼的形式存儲在示波器中。當信號進入數字存儲示波器(DSO)時,在信號到達CRT的偏轉電路(圖1)之前,示波器將以一定的時間間隔對信號電壓進行采樣。然后使用模數轉換器(ADC)對這些采樣值進行變換,生成代表每個采樣電壓的二進制字。這個過程叫做數字化。

        獲得的二進制值存儲在存儲器中。輸入信號的采樣率稱為采樣率。采樣率由采樣時鐘控制。對于一般用途,采樣率范圍為每秒20兆周期(20 ms/s)到200 ms/s。存儲在存儲器中的數據用于重建示波器屏幕上的信號波形。因此,DSO的輸入信號連接器與示波器的CRT之間的電路不僅僅是模擬電路。在CRT上顯示輸入信號波形之前,必須將其存儲在存儲器中。我們在示波器屏幕上看到的波形始終是從收集的數據重建的波形,而不是輸入連接器上添加的信號的直接波形顯示。



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