數(shù)字示波器優(yōu)勢優(yōu)點(diǎn)
1.體積小、重量輕,便于攜帶,液晶顯示器
2.可以長期貯存波形,并可以對存儲(chǔ)的波形進(jìn)行放大等多種操作和分析
3.特別適合測量單次和低頻信號(hào),測量低頻信號(hào)時(shí)沒有模擬示波器的閃爍現(xiàn)象
4.更多的觸發(fā)方式,除了模擬示波器不具備的預(yù)觸發(fā),還有邏輯觸發(fā)、脈沖寬度觸發(fā)等
5.可以通過GPIB、RS232、USB接口同計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖儀連接,可以打印、存檔、分析文件
6.有強(qiáng)大的波形處理能力,能自動(dòng)測量頻率、上升時(shí)間、脈沖寬度等很多參數(shù)。
示波器是經(jīng)典較為通用的做時(shí)域波形測試的儀器,有時(shí)候也可以用來測量電流或光信號(hào)等,但是需要通過相應(yīng)的探頭或者轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)來進(jìn)行測量。
示波器從字面意思可以理解為顯示波形的儀器,那么波形到底是什么呢?其主要分為兩種:時(shí)域和頻域波的波形。對于示波器來說,其顯示的波形是隨電壓隨時(shí)間的變化波形。在產(chǎn)品的屏幕上,橫軸表示的是時(shí)間,縱軸則是被測信號(hào)電壓,示波器上的波形反映的就是被測信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的軌跡。
示波器上顯示的時(shí)域波形
示波器可以顯示被測點(diǎn)電壓信號(hào)的變化,而分析了解被測件各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況是電子行業(yè)基本的需求,因此示波器廣泛應(yīng)用于電子,通信,計(jì)算機(jī),醫(yī)療,汽車,航天等各個(gè)行業(yè)中。也正因?yàn)檫@個(gè)原因,示波器是較為通用,也是全球銷售額較大的測量儀器,每年示波器的銷售額都超過10億美金。
示波器按其次實(shí)現(xiàn)原理主要分為模擬示波器和數(shù)字示波器,按其采樣方式分類實(shí)時(shí)示波器和采樣示波器,有些示波器廠商出于市場宣傳貨突出某種特點(diǎn)的目的給示波器起了了不起的名稱,或增加了一些額外的測量模塊,但在大的基本結(jié)構(gòu)上都沒有脫離以上的基本分類。
1、模擬示波器
出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代,是較早出現(xiàn)的一款示波器,這款示波器采用是陰極射線管的顯示屏,而且寬帶也只有幾MHz,下圖為結(jié)構(gòu)框圖:
模擬示波器的觸發(fā)一般都比較簡單,通常就是邊沿觸發(fā)。在設(shè)置好相應(yīng)的邊沿觸發(fā)條件后,一旦被測信號(hào)的有效邊沿來,示波器內(nèi)部就開始產(chǎn)生鋸齒波控制水平方向的掃描,這樣在示波器屏幕上每次看到的波形都是被測信號(hào)觸發(fā)點(diǎn)以后的波形。如果被測的信號(hào)是周期性的,例如是時(shí)鐘信號(hào),在示波器上就可以看到穩(wěn)定的信號(hào)波形。
2、數(shù)字示波器
這款示波器出現(xiàn)要稍晚一些,20世紀(jì)80年代,在寬帶,觸發(fā)以及分析能力方面全面超越了模擬示波器。
數(shù)字示波器與模擬示波器最大的區(qū)別就是輸入信號(hào),數(shù)字示波器是通過高速芯片對輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和數(shù)字化,并把數(shù)字化樣點(diǎn)保存到緩存中,然后通過信號(hào)處理電路把緩存里的數(shù)據(jù)讀出出來,通過DAC芯片把相應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬量,并顯示在CRT顯示屏上。
早起數(shù)字示波器結(jié)構(gòu)圖
數(shù)字示波器可以在多條通道中顯示高速重復(fù)的信號(hào)以及單次信號(hào),還可以通過觸發(fā)來捕獲難以捕獲的毛刺和瞬態(tài)事件。因此,選擇一款合適的示波器至關(guān)重要。除了要符合工作方式和工作地點(diǎn)之外,還有一些雖然是老生長談但仍需注意的參數(shù),今天我們就一起來看一看。
一、帶寬
帶寬是示波器最核心的參數(shù),也是檔次級(jí)的一個(gè)參數(shù)。
入門級(jí)的示波器通常帶寬是100Mhz,它們可以準(zhǔn)確地測量20MHz以內(nèi)的正弦波信號(hào)幅度。而對于數(shù)字信號(hào)來說,示波器必須至少能夠捕獲五次諧波才能避免畫面失真,那么也要求整個(gè)測量系統(tǒng)的帶寬是信號(hào)最大模擬帶寬的5倍,這就是我們常說的5倍法則了。選擇合適的帶寬只需要對日常測量信號(hào)的最高頻率有所把控即可。
二、通道數(shù)
主要是一個(gè)成本問題,因?yàn)橥ǖ罃?shù)增加勢必成本會(huì)提升。選擇幾個(gè)通道的示波器要視具體情況而定。
三、波形刷新率
由于示波器先存儲(chǔ)后處理的原理,導(dǎo)致了波形觀測不可避免存在死區(qū)時(shí)間。因此,不同波形刷新率的示波器能夠捕獲低概率異常信號(hào)的能力就大有不同。
四、存儲(chǔ)深度
通用示波器的采樣率都是帶寬的5倍,比如200MHz帶寬的示波器一般的采樣率都是1G(此時(shí)更高的采樣率并不能帶來較大提升),因此這個(gè)參數(shù)并沒有給用戶太多的選擇。而相反這樣高的采樣率,勢必會(huì)對存儲(chǔ)深度這個(gè)參數(shù)有所要求,1G的采樣率,即使只看5ms波形,也要求有5M的存儲(chǔ)深度,否則示波器的采樣率就會(huì)下降。
只要這四點(diǎn)定了之后,示波器就波形觀測而言不會(huì)有太大的問題了,畢竟基本的功能各家示波器都是大同小異。當(dāng)然針對特定的功能,選擇起來肯定還有更深的東西,比如您需要示波器有數(shù)字濾波的功能,又或者在調(diào)試的過程中有一些很難抓的信號(hào)等等。