電子測量教案chapter(編輯修改稿)
2025-05-11 00:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的實現(xiàn)過程 采用 順序采樣 ，能夠以較低速的 ADC來實現(xiàn)高頻信號測量。但由于順序采樣的采樣點都是在觸發(fā)之后采集的，不能提供預觸發(fā)信息。 電子測量 第 6 章 29 2t 3t 4t采 樣 間 隔輸 入 信 號觸 發(fā) 電 平第 一 次 觸 發(fā) 第 二 次 觸 發(fā) 第 三 次 觸 發(fā) 第 四 次 觸 發(fā)132413241 3 2 4132 4觸 發(fā) 時 刻連 續(xù) 掃 描 后重 建 的 波 形1111223434234234 隨機采樣 可以克服順序采樣無法實現(xiàn)預觸發(fā)的缺點，具有能夠提供預觸發(fā)信息、易于發(fā)現(xiàn)波形細節(jié)等優(yōu)點。 電子測量 第 6 章 30 數(shù)字實時帶寬 在實時采樣方式下，數(shù)字實時帶寬定義為在單次（瞬態(tài)）信號測量中能夠捕捉的最大信號帶寬。 單次信號帶寬與采樣率之間的關系是： BWs＝ fs/kR fs為采樣率。 kR 為與信號內(nèi)插技術有關的內(nèi)插系數(shù) 有效采樣率 有效采樣率 feff是 Teff的倒數(shù)。 Teff不取決于 ADC的轉(zhuǎn)換速率，而是取決于采樣點相對于觸發(fā)事件時間排列的精度。 （ 3）數(shù)字實時帶寬和有效采樣率 電子測量 第 6 章 31 并行比較式 ADC也稱為 FLASH型 ADC，轉(zhuǎn)換速率可達數(shù)百兆赫茲。采用直接比較的原理， n位 ADC需要 2n1個比較器。 RRRRRR1 . 5 R模 擬 輸 入0 . 5 R+++++++選 通 脈 沖N數(shù) 字 輸 出優(yōu) 先 編 碼 器和 鎖 存 器+ VR E F圖 6411 3位 FLASH型 ADC （ 4）數(shù)字存儲示波器使用的 ADC 電子測量 第 6 章 32 采 樣 保 持控 制 器采 樣 時 鐘模 擬 輸 入Σ+輸 出 寄 存 器???G剩 余 信 號數(shù) 據(jù) 輸 出 N = N 1 + N 2 ( B i t s )N 1 M S B sN 2 L S B sN 1 B i tA D CN 1 B i tD A CN 2 B i tA D C并串行 ADC通過將高位編碼與低位編碼串行比較，減少了比較器的數(shù)量。 圖 6412 兩階 N位并串行 ADC 電子測量 第 6 章 33 時間交織式 ADC使用多個低速 ADC交替工作來實現(xiàn)高速信號采集。 2 5 0 M H zA D C2 5 0 M H zA D C2 5 0 M H zA D C2 5 0 M H zA D C存 儲 器存 儲 器存 儲 器存 儲 器模 擬 輸 入 采 樣控 制 芯 片1 G H z 時 鐘A D C 時 鐘1 046666 圖 6413 1GSa/s的 ADC實現(xiàn)框圖 (54111D ) 采用四片采樣率為 250MSa/s的 ADC，這四個 ADC的工作周期都是 4ns，通過精確定時電路，控制各 ADC啟動工作的時間依次間隔 1ns 電子測量 第 6 章 34 ADC性能 1987年 1997年 2022年 變化率 采樣率 1GSa/s 8GSa/s 40GSa/s 40x 實時帶寬 250MHz 13GHz 52x 分辨率 6bit 8bit 8bit 4x 存儲深度 8kB 64kB 2MB 250x 功耗 20W 27W 20W 1x 單位功耗 W/GSa/s 20 40x 芯片數(shù)量 10 4 2 5x 表 642 ADC性能發(fā)展對比 ADC的采樣速率在 20年里增加了 40倍 采樣帶寬增加了 52倍 存儲深度增加了 250倍 維持在 20W Agilent公司的數(shù)字存儲示波器多采用復合式的 ADC技術。 電子測量 第 6 章 35 波形存儲器能夠儲存的采樣點數(shù)稱為存儲深度。 1 0 0 K1 M1 0 M1 0 0 M1 G1 181。 s 1 0 181。 s 1 0 0 181。 s1 m s 1 0 m s 1 0 0 m s 1 s采 樣 率（ S a / s ）記 錄 時 間1 M 樣 點1 k 樣 點1 0 K 存儲深度與存儲技術 （ 1）儲存深度 記錄時間＝存儲深度 /采樣率 =存儲深度 采樣周期 電子測量 第 6 章 36 顯 示 的 波 形 死 區(qū) 時 間 顯 示 的 波 形（ 2）深存儲帶來的問題 導致死區(qū)時間增加、波形更新速率變慢、響應面板操作的時間增加等。 死區(qū)時間（ deadtime）指從示波器完成前一次采集到開始下一次采集的時間間隔。 電子測量 第 6 章 37 （ 3）存儲技術 A / D深 采 集存 儲 器示 波 器顯 示示 波 器C P U瓶 頸圖 6417 早期數(shù)字存儲示波器的存儲過程 A / D示 波 器C P U示 波 器顯 示M e g a z o o m專 利 芯 片深 采 集存 儲 器協(xié) 同 處 理圖 6418 MegaZoom 快響應深存儲技術 電子測量 第 6 章 38 觸發(fā)方式 觸發(fā)方式 邊沿觸發(fā) 毛刺觸發(fā) 脈寬觸發(fā) 矮脈沖觸發(fā) 視頻觸發(fā) 模式觸發(fā) 狀態(tài)觸發(fā) 延遲觸發(fā)（預置觸發(fā)） 兩個重要的原因： 一是確定波形顯示的時間參考點，穩(wěn)定顯示波形； 二是捕獲感興趣的信號波形。 電子測量 第 6 章 39 （ 1）邊沿觸發(fā) 基本觸發(fā)方式
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