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這篇文章對(duì)于數(shù)字存儲(chǔ)示波器工作原理的分析可以說(shuō)很詳細(xì)了

更新時(shí)間:2021-07-23      瀏覽次數(shù):1374

    數(shù)字存儲(chǔ)示波器是采用數(shù)字電路進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換,并通過(guò)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)對(duì)觸發(fā)前信號(hào)進(jìn)行記憶的一種具備存儲(chǔ)功能的數(shù)字化設(shè)備。數(shù)字存儲(chǔ)示波器除了具有模擬示波器的功能外,還具有波形觸發(fā)、存儲(chǔ)、顯示、測(cè)量、波形數(shù)據(jù)分析處理等*優(yōu)點(diǎn)。

    數(shù)字存儲(chǔ)示波器有別于一般的模擬示波器,它是將采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),由內(nèi)部微機(jī)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)、顯示或打印等操作。這類示波器通常具有程控和遙控能力,通過(guò)GPIB接口還可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)等外部設(shè)備進(jìn)行分析處理。

    其工作過(guò)程一般分為存儲(chǔ)和顯示兩個(gè)階段。在存儲(chǔ)階段,首先對(duì)被測(cè)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣和量化,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后,依次存入RAM中,當(dāng)采樣頻率足夠高時(shí),就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的不失真存儲(chǔ)。當(dāng)需要觀察這些信息時(shí),只要以合適的頻率把這些信息從存儲(chǔ)器RAM中按原順序取出,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和LPF濾波后送至示波器就可以觀察的還原后的波形。

    普通模擬示波器CRT上的P31熒光物質(zhì)的余輝時(shí)間小于1ms。在有些情況下,使用P7熒光物質(zhì)的CRT能給出大約300ms的余輝時(shí)間。只要有信號(hào)照射熒光物質(zhì),CRT就將不斷顯示信號(hào)波形。而當(dāng)信號(hào)去掉以后使用P31材料的CRT上的掃跡迅速變暗,而使用P7材料的CRT上的掃跡停留時(shí)間稍長(zhǎng)一些。

    那么,如果信號(hào)在一秒鐘內(nèi)只有幾次,或者信號(hào)的周期僅為數(shù)秒,甚至信號(hào)只猝發(fā)一次,那又將會(huì)怎么樣呢?在這種情況下,使用我們上面介紹過(guò)的模擬示波器幾乎乃至于*不能觀察到這些信號(hào)。

    所謂數(shù)字存儲(chǔ)就是在示波器中以數(shù)字編碼的形式來(lái)貯存信號(hào)。當(dāng)信號(hào)進(jìn)入數(shù)字存儲(chǔ)示波器,或稱DSO以后,在信號(hào)到達(dá)CRT的偏轉(zhuǎn)電路之前(圖1),示波器將按一定的時(shí)間間隔對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行采樣。然后用一個(gè)模/數(shù)變換器(ADC)對(duì)這些采樣值進(jìn)行變換從而生成代表每一個(gè)采樣電壓的二進(jìn)制字。這個(gè)過(guò)程稱為數(shù)字化。

    獲得的二進(jìn)制數(shù)值貯存在存儲(chǔ)器中。對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的速率稱為采樣速率。采樣速率由采樣時(shí)鐘控制。對(duì)于一般使用情況來(lái)說(shuō),采樣速率的范圍從每秒20兆次(20MS/s)到200MS/s。存儲(chǔ)器中貯存的數(shù)據(jù)用來(lái)在示波器的屏幕上重建信號(hào)波形。所以,在DSO中的輸入信號(hào)接頭和示波器CRT之間的電路不只是僅有模擬電路。輸入信號(hào)的波形在CRT上獲得顯示之前先要存貯到存儲(chǔ)器中,我們?cè)谑静ㄆ髌聊簧峡吹降牟ㄐ慰偸怯伤杉綌?shù)據(jù)重建的波形,而不是輸入連接端上所加信號(hào)的直接波形顯示。
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