示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)程。
數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高性能示波器。
數(shù)字示波器一般支持多級(jí)菜單,能提供給用戶多種選擇,多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的保存和處理。
數(shù)字示波器優(yōu)點(diǎn)
1.體積小、重量輕,便于攜帶,液晶顯示器
2.可以長(zhǎng)期貯存波形,并可以對(duì)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(cè)量單次和低頻信號(hào),測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)沒(méi)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(guò)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(cè)量頻率、上升時(shí)間、脈沖寬度等很多參數(shù)
數(shù)字示波器缺點(diǎn)
1.失真比較大,由于數(shù)字示波器是通過(guò)對(duì)波形采樣來(lái)顯示,采樣點(diǎn)數(shù)越少失真越大;
通常在水平方向有512個(gè)采樣點(diǎn),受到采樣速率的限制,在快掃描速度及其附近采樣點(diǎn)更少,因此高速時(shí)失真更大。
2.測(cè)量復(fù)雜信號(hào)能力差,由于數(shù)字示波器的采樣點(diǎn)數(shù)有限以及沒(méi)有亮度的變化,使得很多波形細(xì)節(jié)信息無(wú)法顯示出來(lái);
雖然有些可能具有兩個(gè)或多個(gè)亮度層次,但這只是相對(duì)意義上的區(qū)別;
再加上示波器有限的顯示分辨率,使它仍然不能重現(xiàn)模擬顯示的效果。
3.可能出現(xiàn)假象和混淆波形,當(dāng)采樣時(shí)鐘頻率低于信號(hào)頻率時(shí),顯示出的波形可能不是實(shí)際的頻率和幅值。
數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān),取樣率不高時(shí)需借助內(nèi)插計(jì)算,容易出現(xiàn)混淆波形。
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示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)程。
數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高性能示波器。
數(shù)字示波器一般支持多級(jí)菜單,能提供給用戶多種選擇,多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的保存和處理。
數(shù)字示波器優(yōu)點(diǎn)
1.體積小、重量輕,便于攜帶,液晶顯示器
2.可以長(zhǎng)期貯存波形,并可以對(duì)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(cè)量單次和低頻信號(hào),測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)沒(méi)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(guò)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(cè)量頻率、上升時(shí)間、脈沖寬度等很多參數(shù)
數(shù)字示波器缺點(diǎn)
1.失真比較大,由于數(shù)字示波器是通過(guò)對(duì)波形采樣來(lái)顯示,采樣點(diǎn)數(shù)越少失真越大;
通常在水平方向有512個(gè)采樣點(diǎn),受到采樣速率的限制,在快掃描速度及其附近采樣點(diǎn)更少,因此高速時(shí)失真更大。
2.測(cè)量復(fù)雜信號(hào)能力差,由于數(shù)字示波器的采樣點(diǎn)數(shù)有限以及沒(méi)有亮度的變化,使得很多波形細(xì)節(jié)信息無(wú)法顯示出來(lái);
雖然有些可能具有兩個(gè)或多個(gè)亮度層次,但這只是相對(duì)意義上的區(qū)別;
再加上示波器有限的顯示分辨率,使它仍然不能重現(xiàn)模擬顯示的效果。
3.可能出現(xiàn)假象和混淆波形,當(dāng)采樣時(shí)鐘頻率低于信號(hào)頻率時(shí),顯示出的波形可能不是實(shí)際的頻率和幅值。
數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān),取樣率不高時(shí)需借助內(nèi)插計(jì)算,容易出現(xiàn)混淆波形。
示波器是經(jīng)典比較通用的做時(shí)域波形測(cè)試的儀器,有時(shí)候也可以用來(lái)測(cè)量電流或光信號(hào)等,但是需要通過(guò)相應(yīng)的探頭或者轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)量?! ∈静ㄆ鲝淖置嬉馑伎梢岳斫鉃轱@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(duì)于示波器來(lái)說(shuō),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(cè)信號(hào)電壓,示波器上的波形反映的就是被測(cè)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(cè)點(diǎn)電壓信號(hào)的變化,而分析了解被測(cè)件各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況是電子行業(yè)最基本的需求,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,示波器是比較通用,也是全球銷售額較大的測(cè)量?jī)x器,每年示波器的銷售額都超過(guò)10億美金?! ∈静ㄆ靼雌浯螌?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(chǎng)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(cè)量模塊,但在大的基本結(jié)構(gòu)上都沒(méi)有脫離以上的基本分類?! ?、模擬示波器 出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代,是比較早出現(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(jiǎn)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(cè)信號(hào)的有效邊沿來(lái),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(cè)信號(hào)觸發(fā)點(diǎn)以后的波形。如果被測(cè)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?! ?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(guò)高速芯片對(duì)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(guò)信號(hào)處理電路把緩存里的數(shù)據(jù)讀出出來(lái),通過(guò)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