示波器應(yīng)用基本功能分析(編輯修改稿)
2025-02-12 15:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 線性內(nèi)插單次采集帶寬和波形復(fù)現(xiàn)23示波器采樣率決定： 窄脈沖和毛刺信號精確捕獲和復(fù)現(xiàn)能力只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn)8 示波器帶寬選定后，采樣率決定了單次帶寬。單次寬決定示波器對毛刺和單脈沖信號的捕獲能力和復(fù)現(xiàn)能力，也決定了示波器檢測重復(fù)信號中異常信號和隨機(jī)毛刺信號的捕獲能力。例：示波器帶寬 100Mhz 采樣率 1Gs/S,200Ms/S,100Ms/S, （不考慮帶寬對波形的影響）248 示波器帶寬選定后，采樣率決定單次帶寬。單次帶寬決定示波器對階躍、單次信號中的快沿的捕獲和復(fù)現(xiàn)能力，也決定了示波器對檢測，低重復(fù)率信號的上升和下降沿捕獲能力 。示波器采樣率決定： 單次事件信號沿的精確捕獲和復(fù)現(xiàn)能力只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn)例：示波器帶寬 100Mhz 采樣率 1Gs/S,200Ms/S,100Ms/S, （不考慮帶寬對波形的影響）25示波器采樣率決定： 脈沖序列精確復(fù)現(xiàn)能力，只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn)1Gs/S單次帶寬為 100Mhz100Mhz60Mhz80Mhz40Mhz20Mhz200MMhzs/S單次帶寬為 40Mhz100MMhzs/S單次帶寬為 20Mhz26總結(jié)：采樣率的選擇8 我們在確定示波器的帶寬后，還要選擇足夠的采樣率來與之相配合，這樣才能獲得適合于實(shí)際測量中的實(shí)時帶寬，從而獲得滿意的顯示和測量結(jié)果。8 示波器采樣率不足，將會使信號失去高頻成份，影響對信號的完整性測量。如：使信號上升和下降時間變慢，或造成波形漏失。8 如果在實(shí)際的測量中，比較重視單次信號的精確信息，我們建議采樣率要在帶寬的五倍以上，最好能在八到十倍。27示波器存儲深度8 定義：一個波形記錄是指可被示波器一次性采集的波形點(diǎn)數(shù)0 最大記錄長度由示波器的存儲容量決定，要增加存儲容量才能增加記錄長度0 是為捕獲和顯示單次信號過渡過程提供的重要指標(biāo)8 示波器的存儲由兩個方面來完成：0 觸發(fā)信號和延時的設(shè)定確定了示波器存儲的起點(diǎn)；0 示波器的存儲深度決定了數(shù)據(jù)存儲的終點(diǎn)。8 記錄時間＝記錄長度 / 采樣率0 由于時基和采樣率是聯(lián)動的，所以時基的速度快慢將同時改變采樣率的高低。當(dāng)采樣率達(dá)到指標(biāo)定義最高速率時，加快基速度的調(diào)整，采樣率將不能加快。0 時基與采樣率的關(guān)系應(yīng)為：存儲深度（點(diǎn)） ?時間 /格 ?10＝采樣間隔 . 1/采樣間隔＝采樣率觸發(fā)點(diǎn)延時時間記憶長度起點(diǎn)終點(diǎn)28示波器采樣率與存儲長度的關(guān)系8 示波器最高采樣率決定示波器單次帶寬的限制，為保證波形精確復(fù)現(xiàn)建議：正弦內(nèi)插技術(shù)示波器以 :采樣率 / 5＝單次帶寬的公式計算單次帶寬，線性內(nèi)插技術(shù)示波器以 :采樣率 /10＝單次帶寬公式計算。8 采樣率不足將限制示波器單次帶寬。如果示波器在全帶寬范圍內(nèi)，對單次信號實(shí)現(xiàn)捕獲和精確復(fù)現(xiàn)。只有采樣率高于示波器帶寬 5倍以上（正弦內(nèi)插），才能使示波器的重復(fù)信號帶寬＝單次信號帶寬。8 示波器存儲長度對波形的記錄是以波形精確捕獲為前提。0 當(dāng)信號頻率或速度超過單次帶寬的限制（信號不能重組），即使示波器帶寬對信號不產(chǎn)生影響，但由于采樣不足將造成顯示信號的混疊、畸變和漏失。就是示波器有在長的存儲，存儲的波形也是畸變的失真波形。0 當(dāng)單次信號中的高頻成份，低于示波器的單次帶寬，才能保證信號的高頻細(xì)節(jié)。此時存儲長度越長，波形記錄時間越長。存儲深度短，將丟失波形部分時間的信息。29被測信號時間 T被測信號時間 T被測信號時間 T采樣率、單次帶寬與存儲深度 對波形限制示波器存儲深度和存儲時間 示波器存儲深度和存儲時間示波器存儲深度和存儲時間30采樣率、單次帶寬與存儲深度： 對波形的限制 示波器存儲深度和存儲時間 示波器存儲深度和存儲時間 示波器存儲深度和存儲時間事件信號時間長度事件信號時間長度事件信號時間長度31存儲深度總結(jié)8 示波器帶寬、單次帶寬和記錄長度對被測波形顯示的影響：0 單次帶寬對單次信號的精確復(fù)現(xiàn)起到限制作用。對單次事件和脈沖串等非重復(fù)信號，以及對重復(fù)信號中的異常信號進(jìn)行捕獲時，如采樣率不符合捕獲信號速度的要求，將造成復(fù)現(xiàn)的信號會失去高頻成份。顯示的信號與被測信號相比，上升和下降時間變慢，或高頻脈沖信息漏失，影響信號完整性測量。在這種情況下不論示波器的存儲深度有多長，已沒有實(shí)際意義。0 在保證對單次信號進(jìn)行精確捕獲前提下，示波器存儲深度越長，波形的存儲時間就越長。0 由于示波器存儲深度有限。使用的不是示波器最高采樣率，對單次信號進(jìn)行捕獲時。提高采樣率可以提高對信號的捕獲精度和分辨率。但降低了存儲信號的時間。0 采樣率和存儲深度有限，提高存儲時間只能降低采樣率，但降低采樣率將失去波形的細(xì)節(jié)同時失去快沿信號的高頻成份使上升時間變慢。0 如單次信號時間較長，要保證信號中高頻信息不丟失（信號漏失和畸變）。需要我們綜合考慮示波器帶寬、采樣率和存儲長度等指標(biāo)，以保證被測信號的精確復(fù)現(xiàn)。0 示波器的捕獲率和觸發(fā)功能、可以優(yōu)化示波器的存儲深度和采樣率。32示波器的觸發(fā)8 觸發(fā)電路的作用就是保證每次時基掃描或采集的時候，都從輸入信號上與定義的相同的觸發(fā)條件開始，這樣每一次掃描或采集的波形就同步，可以每次捕獲的波形相重疊，從而顯示穩(wěn)定的波形，或保證單次信號的捕獲、0 模擬示波器觸發(fā)和數(shù)字示波器的觸發(fā)是使重復(fù)信號穩(wěn)定顯示0 對單次信號進(jìn)行捕獲0 對重復(fù)信號中的異常波形和單次事件中的特殊波形進(jìn)行隔離捕獲。8 觸發(fā)設(shè)置是使用示波器最麻煩的一點(diǎn)0 示波器設(shè)置都是依據(jù)信號特征進(jìn)行的，所以應(yīng)該對被測信號有所了解。0 示波器提供了許多觸發(fā)設(shè)置方式，這些觸發(fā)器（功能）可以響應(yīng)輸入信號的不同條件，根據(jù)波形特征加以設(shè)定和正確應(yīng)用。會使檢測簡化，幫助快速發(fā)現(xiàn)問題。如一個脈沖比實(shí)際應(yīng)該達(dá)到的寬度要窄，若只使用電壓門限的觸發(fā)器是不可能捕獲到這樣的脈沖。0 高級觸發(fā)控制使你可以單獨(dú)關(guān)注波形中感興趣的細(xì)節(jié)，這樣可以使示波器采樣速率和記錄長度得到優(yōu)化。8 觸發(fā)器：邊緣（電壓門限）、釋抑、脈沖、邏輯、視頻、 B觸發(fā)等、8 觸發(fā)模式：自動、正常、單次、滾動模式33數(shù)字示波器時基和觸發(fā)電路功能8 數(shù)字示波器的時基和觸發(fā)電路的功能與模擬示波器的有很大不同。它不像模擬示波器的時基電路那樣產(chǎn)生斜波電壓。而時基電路是一個晶體振蕩器。通過測量觸發(fā)信號和取樣時鐘之間的時間差，微處理器便可確定將波形取樣放在顯示器的什么地方。8 對選定的觸發(fā)功能和設(shè)定的觸發(fā)條件，進(jìn)行精確的鑒別，依據(jù)是否符合觸發(fā)條件決定取樣閥門的關(guān)斷。?放大器高頻低頻抑制噪聲DC采集信號存儲器 uP顯示存儲器A/D時基電路晶體振蕩器AC取樣時鐘來源 2通道通道 1DC地來源 3通道EXT外觸發(fā)觸發(fā)比較器電路34示
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