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數(shù)字示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無(wú)法直接觀測(cè)的交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測(cè)量的電子測(cè)量?jī)x器。它是觀察數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題、測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要儀器。由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源組成。 數(shù)字示波器的指標(biāo)主要有三個(gè)：帶寬、采樣率、內(nèi)存深度。下面分別介紹。 一、帶寬 帶寬是示波器重要的一個(gè)指標(biāo)，它決定了所用儀器測(cè)量高頻信號(hào)的能力。對(duì)于一般的放大器，其增益不可能在任何頻率下都保持一致，當(dāng)然儀器中使用的放大器也是如此。放大器的工作頻點(diǎn)是從直流開(kāi)始的，其增益隨著輸入信號(hào)的頻率增高會(huì)逐漸下降。一般把放大器增益下降-3dB對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)稱(chēng)為這個(gè)放大器的帶寬。帶寬也是這樣定義的。 二、采樣率 被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)儀器前端的放大、衰減等信號(hào)調(diào)理電路后，接下來(lái)就是進(jìn)行信號(hào)的采樣和數(shù)字量化，而信號(hào)的采樣和數(shù)字化是通過(guò)高速的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來(lái)完成的，采樣率就是指對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)采樣時(shí)鐘的頻率。輸入到儀器的信號(hào)是模擬信號(hào)，模擬信號(hào)在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)的，也就是對(duì)于任意時(shí)刻，都有確定的電壓值，而且電壓的幅值是連續(xù)的。與模擬信號(hào)不同，數(shù)字信號(hào)在時(shí)間和數(shù)值上都是離散的，電壓的變化在時(shí)間上不連續(xù)，總是發(fā)生在離散的瞬間，而且電壓的數(shù)值是最小量值的整數(shù)倍。模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)化后，在時(shí)間和電壓上連續(xù)變化的波形就變?yōu)橐粋�(gè)個(gè)離散的數(shù)字化的樣點(diǎn)，而這過(guò)程中要盡可能真實(shí)地重建波形，最重要的是在水平方向上的時(shí)間軸上的采樣點(diǎn)是否足夠密集和在垂直方向上的電壓的量化級(jí)數(shù)。水平方向采樣點(diǎn)的間隔取決于ADC的采樣率，而垂直方向的電壓量化級(jí)數(shù)則取決于ADC的位數(shù)。高速采樣之后，再根據(jù)這些連續(xù)的采樣的樣點(diǎn)恢復(fù)波形。數(shù)字信號(hào)處理中的奈奎斯特定律告訴我們，如果被測(cè)信號(hào)的帶寬是有限的，那么在對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣和量化時(shí)，如果采樣率是被測(cè)信號(hào)的帶寬的2倍以上，就可以會(huì)恢復(fù)信號(hào)中承載的信息。 三、內(nèi)存深度 對(duì)于高速的數(shù)字實(shí)時(shí)示波器來(lái)說(shuō)，由于其采樣率很高，這個(gè)高速的數(shù)據(jù)以現(xiàn)有的數(shù)字處理技術(shù)是不可能實(shí)時(shí)處理的。所以在工作時(shí)都是先把信號(hào)采集一段到其高速緩存中，然后再把緩存中的數(shù)據(jù)讀出來(lái)顯示。這段緩存的深度，有時(shí)也稱(chēng)為內(nèi)存深度(存儲(chǔ)深度)，決定了設(shè)備在進(jìn)行一次連續(xù)采集時(shí)所能采集到的最長(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)度。通常用以下公式計(jì)算能夠一次連續(xù)采集的波形長(zhǎng)度：時(shí)間長(zhǎng)度=內(nèi)存深度/采樣率。 需要注意的是，一般我們所說(shuō)的內(nèi)存深度是這臺(tái)設(shè)備配置的最大內(nèi)存深度。由于內(nèi)存深度設(shè)置很深時(shí)設(shè)備要處理的數(shù)據(jù)量很多，可能波形的更新速度會(huì)很慢。有的廠商為改善用戶使用的感受，默認(rèn)會(huì)根據(jù)示波器時(shí)基刻度來(lái)自動(dòng)調(diào)整所用的內(nèi)存深度，而當(dāng)內(nèi)存深度增加到最大仍不足以保證采集更長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)，通常會(huì)自動(dòng)降低采樣率以獲得更長(zhǎng)的采樣時(shí)間。因此在增加時(shí)基刻度時(shí)，非常重要的一點(diǎn)是要注意觀察采樣率的變化，防止采樣率的下降造成信號(hào)的失真或混疊。文章來(lái)源：http://www.d-wellmeter.com/dwy-Article-3135328/ |
