【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 鎖存顯示就是把一幅波形數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器之后，只允許從存儲(chǔ)器中讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，不準(zhǔn)新數(shù)據(jù)再寫(xiě)入。 半存顯示是指波形被存儲(chǔ)之后，允許存儲(chǔ)器奇數(shù) (或偶數(shù) )地址中的內(nèi)容更新，但偶數(shù) (或奇數(shù) )地址中的內(nèi)容保持不變。于是屏幕上便出現(xiàn)兩個(gè)波形，一個(gè)是已存儲(chǔ)的波形信號(hào)，另一個(gè)是實(shí)時(shí)測(cè)量的波形信號(hào)。 這種顯示方法可以實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)行波形與過(guò)去存儲(chǔ)下來(lái)的波形進(jìn)行比較的功能。 Lab 四、 滾動(dòng)顯示 滾動(dòng)顯示的表現(xiàn)形式是：被測(cè)波形連續(xù)不斷地從屏幕右端進(jìn)入，從屏幕左端移出。示波器猶如一臺(tái)圖形記錄儀，記錄筆在屏幕的右端，記錄紙由右向左移動(dòng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)欲研究的波形部分時(shí)， 滾動(dòng)顯示方式的機(jī)理是：每當(dāng)采集到一個(gè)新的數(shù)據(jù)時(shí)，就把已存在存儲(chǔ)器中的所有數(shù)據(jù)都向前移動(dòng)一個(gè)單元，即將第一個(gè)單元的數(shù)據(jù)沖掉，其他單元的內(nèi)容依次向前遞進(jìn)，然后再在最后一個(gè)單元中存入新采集的數(shù)據(jù)。每寫(xiě)入一個(gè)數(shù)據(jù)，就進(jìn)行一次讀過(guò)程，讀出和寫(xiě)入的內(nèi)容不斷更新，因而可以產(chǎn)生波形滾滾而來(lái)的滾動(dòng)效果。 滾動(dòng)顯示主要適于緩慢變化的信號(hào)。 Lab 五、 點(diǎn)顯示與插值顯示 數(shù)字示波器屏幕顯示的波形一般是由一些密集的點(diǎn)構(gòu)成，通常稱(chēng)點(diǎn)顯示。 在點(diǎn)顯示情況下，當(dāng)被觀察的信號(hào)在一周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)較少時(shí)會(huì)引起視覺(jué)上的混淆現(xiàn)象，使觀察者很難辨認(rèn)。一般認(rèn)為當(dāng)采樣頻率低于被測(cè)信號(hào)頻率的，點(diǎn)顯示就會(huì)造成視覺(jué)混淆。采用插值顯示可以克服視覺(jué)的混淆現(xiàn)象，同時(shí)又不降低帶寬指標(biāo)。 如圖所示，當(dāng)采用點(diǎn)顯示方式顯示采樣點(diǎn)數(shù)較少的正弦波形時(shí)所造成的視覺(jué)混淆，以及采用插值顯示的效果。 Lab 所謂插值顯示，即在波形上兩個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)間插入一個(gè)估值。 數(shù)字示波器廣泛采用矢量插值法和正弦插值法兩種方式。矢量插值法是用斜率不同的直線(xiàn)段來(lái)連接相鄰的點(diǎn)。正弦插值法是以正弦規(guī)律，用曲線(xiàn)連接各數(shù)據(jù)點(diǎn)的顯示方式，其能力已接近奈奎斯特極限頻率。 對(duì)每周期采樣點(diǎn)數(shù)較少的正弦波，采用正弦插值處理會(huì)得到滿(mǎn)意的顯示效果，如圖 8－ 1４示。同樣，對(duì)脈沖信號(hào)采用矢量插值法會(huì)得到較滿(mǎn)意的效果，若選用正弦插值處理會(huì)在信號(hào)的前沿造成尖頭狀失真，如圖 8－ 15示。 五、 點(diǎn)顯示與插值顯示 Lab 幾乎所有微機(jī)化的數(shù)字示波器都充分地利用內(nèi)部微處理器系統(tǒng)以及 A/D 轉(zhuǎn)換器等硬件，構(gòu)成多種測(cè)量及數(shù)據(jù)處理能力，使數(shù)字示波器成為一臺(tái)功能很強(qiáng)大的測(cè)量?jī)x器。 數(shù)字示波器的測(cè)量及處理功能包括：波形上任意兩點(diǎn)間的電位差（ ΔU）以及時(shí)間差（ Δt）的測(cè)量、波形的前后沿時(shí)間測(cè)量、峰 峰值測(cè)量、有效值測(cè)量、頻率測(cè)量、顯示波形平均值處理、兩波形的加、減、乘運(yùn)算、波形的頻譜分析等。 波形參數(shù)的測(cè)量與處理 本節(jié)以 ΔU 與 Δt 測(cè)量、兩波形相加處理為代表，討論波形參數(shù)的測(cè)量與處理的一般原理及方法。 Lab 一、 ΔU 、 Δt 的測(cè)量 波形上任意兩點(diǎn)間的電位差 (ΔU )和時(shí)間差 (Δt )的測(cè)量 一般采用加亮標(biāo)志法或光標(biāo)標(biāo)志法。 加亮標(biāo)志法是將欲測(cè)量的波形段加亮進(jìn)行標(biāo)志，而光標(biāo)標(biāo)志法是通過(guò)設(shè)置兩條水平光標(biāo)線(xiàn)或兩條垂直光標(biāo)線(xiàn)對(duì)波形被測(cè)部分進(jìn)行標(biāo)志。 波形加亮部分的起點(diǎn)和終點(diǎn)，或者光標(biāo)線(xiàn)的位置，可通過(guò)面板相應(yīng)按鍵的控制下作步進(jìn)式的移動(dòng)，波形加亮部分的起點(diǎn)和終點(diǎn)或光標(biāo)線(xiàn)與波形的交點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于信號(hào)存儲(chǔ)器中的相應(yīng)數(shù)據(jù)，當(dāng)設(shè)置不同的測(cè)量項(xiàng)目時(shí)，儀器即可在測(cè)量程序控制下實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)量目的，并將測(cè)量結(jié)果直接顯示在 CRT上。 為了測(cè)量 ΔU、 Δt的大小， 通常應(yīng)將掃描時(shí)間因數(shù) (t/div) 和靈敏度 (mＶ /div)分擋編成代碼，并與波形代碼一起存入存儲(chǔ)器，如表 8－ 3和表 8－ 4所示。 Lab 表 83為掃描時(shí)間因數(shù)代碼表，表中的每擋掃描時(shí)間因數(shù)都用相應(yīng)的代碼表示，當(dāng)掃描時(shí)間因數(shù)總數(shù)為 30擋時(shí)，用 5位二進(jìn)制代碼即可。 Lab 表 84為靈敏度代碼表，表中的每擋靈敏度都用相應(yīng)的代碼表示，當(dāng)靈敏度總數(shù)為 6擋時(shí)，用 3位二進(jìn)制代碼來(lái)表示 6擋靈敏度。 最后，再把代表掃描時(shí)間因數(shù)的 5位二進(jìn)制代碼放在一個(gè)字節(jié)的高 5位，代表靈敏度的 3位二進(jìn)制代碼放在同一字節(jié)的低 3位，并在每次存儲(chǔ)一頁(yè)波形數(shù)據(jù)時(shí)，把這一字節(jié)內(nèi)容也存放在同一頁(yè)面的某個(gè)單元（例如 0號(hào)單元）。 Lab 1． 加亮標(biāo)志法 Δt 測(cè)量原理 設(shè)波形由 255個(gè)點(diǎn)組成，當(dāng)掃描時(shí)間因數(shù)確定之后，每?jī)牲c(diǎn)之間的步進(jìn)時(shí)間 Tstep便是確定的。若想測(cè)量波形某一部分的時(shí)間Δt，只需把這一部分加亮，把加亮部分的點(diǎn)數(shù)求出來(lái)，用點(diǎn)數(shù)乘以步進(jìn)時(shí)間 Tstep即可求出 Δt。 求解 Δt 的步驟： 根據(jù)掃描時(shí)間因數(shù)確定步進(jìn)時(shí)間 Tstep； 求出測(cè)量波形（加亮部分）的點(diǎn)數(shù)； Δt = 點(diǎn)數(shù) Tstep。 T step存放在波形頁(yè)面中 0號(hào)地址的內(nèi)容取出來(lái)，根據(jù)它的高 5位代碼就可以確定步進(jìn)時(shí)間及單位。 Lab 圖 816 波形加亮及控制流程 Lab 圖中，端口“ I/O”為控制加亮輸入口，端口“ I/O， Z”為控制加亮輸出口。其中“ I/O”口的 U0鍵和 U1鍵分別對(duì)應(yīng)波形加亮部分的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并定義 D1為 1表示要改變 U1的位置， D2為 1表示要改變 U0的位置，究竟作如何改變 (進(jìn)或者退 )則由進(jìn) /退鍵來(lái)決定，定義 D0為 1時(shí)進(jìn)， D1為 0時(shí)退。 在存儲(chǔ)階段，在 CPU兩次取樣之間訪(fǎng)問(wèn) I/O口，若 D1為 1，則 B寄存器加 1(若同時(shí) D0為 1)或者減 1(若同時(shí) D0為 0)。 若 D2為 1，則 C寄存器加 1(若同時(shí) D0為 1)或者減 1(若同時(shí) D0為 0)，使寄存器 B和 C分別寄存加亮部分起點(diǎn)和終點(diǎn)的地址。 在顯示波形時(shí)，不斷地讓信號(hào)存儲(chǔ)器的地址計(jì)數(shù)器 (L寄存器 )與 C寄存器比較，當(dāng) L＝ C時(shí)，則使“ I/O， Z”口的 D0置 1， 它與加亮信號(hào)組合起來(lái)就產(chǎn)生了在波形上加亮的效果。同樣若 L＝ B，則使“ I/O， Z”口的 D0置 0，這就是加亮的結(jié)束。這樣，通過(guò)按動(dòng) U0鍵、 U1鍵和進(jìn)退鍵，便可產(chǎn)生使波形加亮部分變寬、變窄以及左右移動(dòng)的效果。 T＝ (BC) Tstep，式中的(BC)即為加亮標(biāo)志間的點(diǎn)數(shù)。 Lab 二、 兩波形的“加”運(yùn)算 兩波形的“加”運(yùn)算是指把存放在不同頁(yè)面中的波形數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相加。 相加時(shí)，要求波形的掃描時(shí)間因數(shù)必須相同，否則無(wú)法表示相加后的時(shí)間； 應(yīng)注意兩個(gè)頁(yè)面的靈敏度要相同，若靈敏度不同，應(yīng)在運(yùn)算之前把兩頁(yè)面的靈敏度給以調(diào)整或“對(duì)齊”， 記下靈敏度調(diào)整系數(shù)。 相加時(shí)，如有溢出還應(yīng)能自動(dòng)調(diào)整，使每?jī)牲c(diǎn)相加結(jié)果不超過(guò) 255。 靈敏度對(duì)齊程序的依據(jù)是表 8－ 6所示的靈敏度與代碼關(guān)系表。 首先把 A、 B頁(yè)面的靈敏度代碼相減，若結(jié)果為零，說(shuō)明兩頁(yè)面的靈敏度相同不需要調(diào)整。若不為零，應(yīng)把相減的差值 L（即靈敏度的差值）按 2L計(jì)算出調(diào)整系數(shù)，然后進(jìn)行調(diào)整。 調(diào)整原則是：向低靈敏度對(duì)齊，即把靈敏度高的頁(yè)面做被調(diào)整頁(yè)，將其代碼改為低靈敏度代碼，再把被調(diào)整頁(yè)每一單元的數(shù)都除以調(diào)整系數(shù)。當(dāng)靈敏度“對(duì)齊”以后，便把兩頁(yè)面對(duì)應(yīng)地址中的數(shù)相加，相加的結(jié)果放在 B 頁(yè)面對(duì)應(yīng)的地址中。 若兩個(gè)數(shù)相加有溢出，則把溢出標(biāo)志碼 AAH存入 E寄存器中， Lab 二、 兩波形的“加”運(yùn)算 “加” 運(yùn) 算 流 程 Lab 3 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)易數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)用普通示波器顯示被測(cè)波形的簡(jiǎn)易數(shù)字存儲(chǔ)示波器，示意圖如下： 考慮到電子競(jìng)賽的特點(diǎn)，將示波器被測(cè)信號(hào)的最高頻率分量（存儲(chǔ)帶寬）限定在 50kHz，其顯示部分用模擬示波器（ X－ Y工作方式）來(lái)替代。 Lab (1) 具有連續(xù)觸發(fā)和單次觸發(fā)兩種存儲(chǔ)顯示方式。在連續(xù)觸發(fā)存儲(chǔ)顯示