小谈数字示波器原理及优缺点

数字示波器原理及优缺陷
数字示波器是数据搜集，A/D转化，软件编程等一系列的技能制造出来的高功能示波器。
数字示波器一般支撑多级菜单，能供给给用户多种挑选，多种剖析功用。还有一些示波器能够供给存储，完成对波形的保存和处理。现在高端数字示波器首要依托美国技能，关于300MHz带宽之内的示波器，现在国内品牌的示波器在功能上现已能够和国外品牌抗衡，且具有显着的性价比优势。
数字示波器因具有波形触发、存储、显现、丈量、波形数据剖析处理等共同长处，其运用日益遍及。因为数字示波器与模仿示波器之间存在较大的功能差异，假如运用不当，会产生较大的丈量差错，然后影响测验使命。
区别模仿带宽和数字实时带宽
带宽是示波器最重要的目标之一。模仿示波器的带宽是一个固定的值，而数字示波器的带宽有模仿带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号选用次序采样或随机采样技能所能到达的最高带宽为示波器的数字实时带宽，数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技能因子K相关（数字实时带宽=最高数字化速率/K），一般并不作为一项目标直接给出。从两种带宽的界说能够看出，模仿带宽只合适重复周期信号的丈量，而数字实时带宽则一起合适重复信号和单次信号的丈量。厂家宣称示波器的带宽能到达多少兆，实践上指的是模仿带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实践上是指其模仿带宽为500MHz，而最高数字实时带宽只能到达400MHz远低于模仿带宽。所以在丈量单次信号时，必定要参阅数字示波器的数字实时带宽，不然会给丈量带意想不到的差错。有关采样速率采样速率也称为数字化速率，是指单位时刻内，对模仿输入信号的采样次数，常以MS/s表明。采样速率是数字示波器的一项重要目标。
1.假如采样速率不行，简略呈现混迭现象假如示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号，示波器显现的信号频率却是50KHz，这是怎么回事呢？这是因为示波器的采样速率太慢，产生了混迭现象。混迭便是屏幕上显现的波形频率低于信号的实践频率，或许即便示波器上的触发指示灯现已亮了，而显现波形仍不安稳。混迭的产生如图1所示。那么，关于一个不知道频率的波形，怎么判别所显现的波形是否现已产生混迭呢？能够经过渐渐改动扫速t/div到较快的时基档，看波形的频率参数是否急剧改动，假如是，阐明波形混迭现已产生；或许晃动的波形在某个较快的时基档安稳下来，也阐明波形混迭现已产生。依据奈奎斯特定理，采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不会产生混迭，如一个500MHz的信号，至少需求1GS/s的采样速率。
有如下几种办法能够简略地防止混迭产生：调整扫速；·选用主动设置（Autoset）； ·试着将搜集办法切换到包络办法或峰值检测办法，因为包络办法是在多个搜集记载中寻觅极值，而峰值检测方
式则是在单个搜集记载中寻觅最大最小值，这两种办法都能检测到较快的信号改变。
·假如示波器有Insta Vu搜集办法，能够选用，因为这种办法搜集波形速度快，用这种办法显现的波形类似于用模仿示波器显现的波形。
2.采样速率与t/div的联系
每台数字示波器的最大采样速率是一个定值。可是，在恣意一个扫描时刻t/div，采样速率fs由下式出：fs=N/（t/div）N为每格采样点当采样点数N为必定值时，fs与t/div成反比，扫速越大，采样速率越低。运用数字示波器时，为了防止混迭，扫速档最好置于扫速较快的方位。假如想要捕捉到瞬间即逝的毛刺，扫速档则最好置于主扫速较慢的方位。
数字示波器的上升时刻
在模仿示波器中，上升时刻是示波器的一项极其重要的目标。而在数字示波器中，上升时刻甚至都不作为目标清晰给出。因为数字示波器丈量办法的原因，以致于主动丈量出的上升时刻不只与采样点的方位相关。尽管波形的上升时刻是一个定值，而用数字示波器丈量出来的成果却因为扫速不同而相差甚远。模仿示波器的上升时刻与扫速无关，而数字示波器的上升时刻不只与扫速有关，还与采样点的方位有关，运用数字示波器时，咱们不能象用模仿示波器那样，依据测出的时刻来反推出信号的上升时刻。
数字示波器优缺陷
长处
1.体积小、重量轻，便于带着，液晶显现器
2.能够长时间储存波形，并能够对存储的波形进行扩大等多种操作和剖析
3.特别合适丈量单次和低频信号，丈量低频信号时没有模仿示波器的闪耀现象
4.更多的触发办法，除了模仿示波器不具备的预触发，还有逻辑触发、脉冲宽度触发等
5.能够经过GPIB、RS232、USB接口同计算机、打印机、绘图仪衔接，能够打印、存档、剖析文件
6.有强壮的波形处理才能，能主动丈量频率、上升时刻、脉冲宽度等许多参数
缺陷1.
失真比较大，因为数字示波器是经过对波形采样来显现，采样点数越少失真越大，通常在水平方向有
512个采样点，遭到最大采样速率的约束，在最快扫描速度及其邻近采样点更少，因而高速时失真更大。