數(shù)字熒光示波器的選擇
由于數(shù)字存儲示波器的日益普及，要了解它們的工作模式和性能特征的需求已經(jīng)興起。這篇技術(shù)短文以Tektronix產(chǎn)品應(yīng)用中的兩種基本的波形獲取模式為例。使讀者可了解實時取樣與等效時間取樣的優(yōu)缺點將便于選擇使用數(shù)字存儲示波器。
本文中附加了關(guān)于Sin(x)/x內(nèi)插法的注釋，Tektronix 數(shù)字存儲示波器利用這個方法來實現(xiàn)分辨率的定時與幅度測量和極為**的波形顯示。
數(shù)字存儲示波器的性能繼續(xù)朝著模擬性的性能水平發(fā)展。高取樣率使中檔的數(shù)字示波器可以用與**數(shù)字存儲示波器能力相比的定時精度水平捕獲單次波形。這些示波器的標(biāo)準(zhǔn)取樣率已經(jīng)指數(shù)式地從50或100MS/s的速率提高到2GS/s。
模擬與實時帶寬
為了**地建立一個波形，數(shù)字存儲示波器必須在起始觸發(fā)之后采集充分目的取樣點。理論上數(shù)字示波器每個周期(規(guī)則波形的一個全周期)至少需要二個取樣點來如實地再現(xiàn)正弦波;否則獲取的波形將是一個失真的輸入信號的圓象。實際上，在Tektronix TDS系列示波器中了利用TEK是Sin(x)/x內(nèi)插法，數(shù)字存儲示波器至少要求每個周期2.5個取樣點。
這個要求常常限制數(shù)字示波器能以實時捕獲的信號頻率。由于實時捕獲的這種限制，大多數(shù)DSO規(guī)定兩種帶寬——模擬和實時。模擬貸款由構(gòu)成示波器輸入通道的電路所決定，表示數(shù)字存儲示波器可以不加失真地收的*高頻率。**種帶寬成成為實時帶寬，決定數(shù)字存儲示波器用單個觸發(fā)派沖在一次采集過程中把整個輸入波形進(jìn)行取樣，仍然采足夠的取樣點，**重建波形能夠達(dá)到的*高頻率。下列方程可以闡明實時帶寬：
實時帶寬=
對某些數(shù)字存儲示波器來說，實時帶寬理論上超過模擬帶寬。但是由于輸入通道使上限以上的信號會產(chǎn)生失真，實時帶寬僅可以等于或小于模擬帶寬。即使數(shù)字存儲示波器可以在比起模擬帶寬高的帶寬進(jìn)行取樣，模擬帶寬仍然確定了示波器可以**捕獲的*高頻率。
等效時間取樣
數(shù)字存儲示波器用等效時間取樣時，它可以捕獲知道示波器模擬帶寬的任何信號而與取樣率無關(guān)。在這種模式，示波器經(jīng)過若干個觸發(fā)派沖采集需要數(shù)量的取樣點，輸入信號必須是重復(fù)的以產(chǎn)生等效時間取樣所需要的多次觸發(fā)派沖。在等效時間模式下，教低速的、低價格數(shù)字轉(zhuǎn)換器，對重復(fù)波形可以提供與較高價格的帶高速取樣器的數(shù)字存儲示波器同樣的精度。例如，TDS460可以提供350MHz寬帶，而它的四個通道的每個通道只具有100MS/s取樣率。
TDS400heTDS500系列示波器使用通常稱為隨機(jī)等效時間取樣的方法。雖然這些示波器在每個觸發(fā)派沖之后一次取樣，但每次采集在相對于觸發(fā)派沖的不同的時間開始。描述了隨機(jī)等效時間取樣時如何工作的。
因為等效時間取樣要求必須是重復(fù)信號，有一定的局限性。數(shù)字存儲示波器在等效時間取樣模式下，不能由單詞事件建立有意義的波形。并且，信號還必須每次完全相同地重復(fù)，否則顯示波形將會失真。當(dāng)重復(fù)信號一定時間內(nèi)變化時，顯示波形發(fā)生的情況。示波器上出現(xiàn)明顯的垂直線，即雜亂信號，表明經(jīng)多次采集的信號間的差異。觀察者會很容易錯誤判斷這些線條，認(rèn)為它們是疊加在信號上的高頻噪聲。有些示波器僅僅采用等效時間取樣，只能接收重復(fù)信號。由于這些示波器被局限于等效時間工作模式，它們或者戲劇性地提高其精度或帶寬，或者給出大大低于實時數(shù)字示波器的價格。
實時取樣
當(dāng)數(shù)字示波器工作在實時或單詞模式時，它試圖用一次觸發(fā)事件采集完一個波形的全部取樣點。因為這一模式從輸入信號僅取用一個觸發(fā)派沖，實時取樣對重復(fù)和單次波形都按一次事件對待。
使用較高取樣率的數(shù)字存儲示波器可以實時方式波或較高帶寬的信號。例如，某工程師需要捕獲和存儲一個50MHz單次信號。使用具有400MHz模擬帶寬和1GS/s取樣率的示波器，新潮400MHz的實時帶寬，它可以很容易在實時狀態(tài)下補(bǔ)貨該信號。
但是，如果這位工程師選用具有400MHZ模擬帶寬和100MS/s取樣率的數(shù)字示波器，他不可能以實時方式準(zhǔn)確地捕獲50MHz信號。雖然這臺示波器，如同**臺一樣，有40MHZ的模擬帶寬，它的100MS/s*高取樣率限制了實時帶寬只能是40MHz。
TEKTRONIX TDS600：實時示波器
TDS620和TDS640數(shù)字示波器有500MHz帶寬和2GS/s取樣率。它們從理論上的實時帶寬是：2GS/s÷2.5=800MHz。由于TDS600示波器不能無失真地通過高于500MHz的信號，它們的實時帶寬等于它們的模擬帶寬。因為兩種帶寬想通，這些示波器可以很容易地以實時方式捕獲信號直到示波器的模擬帶寬。數(shù)字示波器在實時帶寬低于模擬帶寬時才要求等效時間取樣。由于TDS600示波器可以用一次觸發(fā)事件捕獲信號一直到示波器的帶寬，它們只具有實時取樣。
為了說明TDS600系列數(shù)
字存儲示波器強(qiáng)有力的獲取能力，以圖解方式描述了實時和等效時間取樣之間的區(qū)別。一臺經(jīng)校準(zhǔn)的派沖發(fā)生器簡歷Ins上升時間的派沖作為單次事件并作為重復(fù)波形。作為基礎(chǔ)，由Tektronix2400模擬示波器捕獲的該派沖的波形。TDS540用等效時間取樣獲取這同意派沖的重復(fù)形式。要求多次采集來捕捉該信號。TDS640用實時取樣顯示同一派沖。由于它的2GS/s取樣率，TDS640都具有500MHz帶寬，TDS640的高速實時取樣清晰地提供了與模擬更加相似的輸入信號的波形。
波形顯示重建技術(shù)
無論數(shù)字示波器以實時或等效時間獲取波形，內(nèi)插法顯示捕獲的信號都更加清晰。當(dāng)示波器采用內(nèi)插法時，它在波形取樣點之間畫線，建立連續(xù)波形取代一串單獨的點。表示內(nèi)插法在建立更逼真的波形情況下產(chǎn)生的差別。
大多數(shù)數(shù)字存儲示波器提供兩種內(nèi)插方式：線性和正弦。線性內(nèi)插法在取樣點之間采用直線擰合畫線。這個放大對派沖和數(shù)字信號使用起來很好，但是對正弦波可能產(chǎn)生失真。正弦內(nèi)插法采用曲線擰合鏈接取樣點。對正弦波信號很理想，在顯示派沖時這個方法可能產(chǎn)生明顯的過沖或下沖。
Tektronix數(shù)字存儲示波器提供一種改進(jìn)的正弦內(nèi)插法可以在顯示派沖時消除不**性。Sin(x)/x法利用自適應(yīng)前置濾器判明快速信號順便位置并作補(bǔ)償。雖然這個方法比線性內(nèi)插法要求更多的計算，但TDS系列示波器用它們的專用數(shù)組信號處理器，在實時和等效時間模式下都可以迅速地更新屏幕。用實例說明線性和正弦內(nèi)插法。
結(jié)論
在實時方式，示波器的數(shù)字轉(zhuǎn)換器用單一觸發(fā)派沖通過一次采集過程完成整個輸入波形的取樣。“實時”一詞的出現(xiàn)是因為采集和顯示發(fā)送在同一時間內(nèi)。實時數(shù)字示波器對單次現(xiàn)象應(yīng)用是十分理想的。實時取樣一般較少發(fā)送混亂，例如隨等效時間取樣發(fā)送的混淆失真。
隨機(jī)等效時間取樣利用重復(fù)信號的特點，用經(jīng)若干個觸發(fā)事件說的的取樣點，數(shù)字式地重現(xiàn)波形。由于取樣發(fā)生在觸發(fā)點的兩遍，預(yù)觸發(fā)能力很靈活。因為是對重復(fù)信號在取樣，等效時間示波器帶寬可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它的取樣率。
附錄——
Sin(x)/x內(nèi)插法怎樣工作
TDS系列示波器通過應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)展現(xiàn)波形，把對正弦波的取樣率要求歸納為2.5/周。這個內(nèi)插法與線性內(nèi)插法相比不但能產(chǎn)生更**的波形，也能得到較高分辨率的定時和幅度測量。下面的討論將解釋這一技術(shù)，它實質(zhì)上是線性濾波過程。
當(dāng)TDS示波器以周期為Td取樣率捕獲連續(xù)時間輸入信號X(1)時，它采集保存的是一個等間隔的樣本序列
這個N是所選擇的記錄長度。
(注意必須要貸款限制在頻率 以防止混疊)
按t和n延續(xù)到的近似求法，和的……
TDS系列波形內(nèi)插器用有限時長派響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器來近似該理想濾波器。這個極為有效的濾波器可以為顯示和測量戰(zhàn)線的波形提供高通過能力。而且，FIR濾波器可以**地通過直到80%奈奎斯特頻率的頻率分量。*后得的有效存儲帶寬(USB)是：
TDS系列內(nèi)插器濾波器對派沖型波形也是十分強(qiáng)有力的。濾波器可提供幾乎**的波形戰(zhàn)線，只要派沖上升與下降時間大于取樣周期的1.7倍。
但是快速邊派沖靠近轉(zhuǎn)換，包含的頻率分量超過奈奎斯特判斷。這些高頻分量造成混淆并且永遠(yuǎn)不可能**回復(fù)原狀。它們出現(xiàn)在內(nèi)插后的波形上就像前后的幾周振鈴一樣。對*佳內(nèi)插法來說，附加處理是需要的。
TDS系列示波器提供自適應(yīng)前置濾波器，求判定快速瞬變位置，并大大減少它們的高頻含量。此外，TDS600系列500MHz帶寬有800ps的計算上升時間，可以對在示波器的2GS/s*高取樣率獲取的，提供有的抗混淆。
示波器的使用
電氣，它的存在和運動不是直接用眼睛看的。
所謂電子電路，是電流在其中流動從事工作的場所，為了電路的理解和研究，如果不能知道流動電流的情況，就無從下手。
在測量電流、電壓、功率等電量的計量 儀器 ，作為開始相同的測量，有各種各樣方法，直接用眼睛能看見電流運動的現(xiàn)狀的一起，卻只有示波器。
示波器不僅能實時目睹電流的動態(tài)，還能從顯示屏附屬刻度盤讀取電量數(shù)字?jǐn)?shù)值。即示波器不僅是觀測儀器，還是計量儀器。
關(guān)于具體的使用，在示波器說明書友詳細(xì)的記載，請首先仔細(xì)閱讀，本文謹(jǐn)就必須知道的*低限度操縱法加以介紹。
示波器是一種什么儀器
示波器的顯示屏面橫向10個</P< p>
公安機(jī)關(guān)備案號：
