數字存儲示波器原理_數字存儲示波器特點

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數字存儲示波器原理_數字存儲示波器特點

發表於 2017-12-04 09:35:49

　　數字存儲是在示波器中以數字編碼的形式來貯存信號。當信號進入數字存儲示波器，或稱 DSO 以後，在信號到達CRT 的偏轉電路之前，示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進行採樣。然後用一個模/數變換器（ADC）對這些採樣值進行變換從而生成代表每一個採樣電壓的二進位字。這個過程稱為數位化。

　　數字存儲示波器有別於一般的模擬示波器，它是將採集到的模擬電壓信號轉換為數位訊號，由內部微機進行分析、處理、存儲、顯示或列印等操作。這類示波器通常具有程控和遙控能力，通過GPIB接口還可將數據傳輸到計算機等外部設備進行分析處理。

　　數字存儲示波器以數字形式存儲信號波形，再作顯示，因此波形可穩定保留在顯示屏上，供使用者分析。數字存儲示波器中的微處理器可對記錄波形作自動計算，在顯示屏上同時顯示波形的峰－峰值、上升時間、頻率甚至均方根值等。通過計算機接口可將波形送至印表機或計算機作進一步處理。

　　

　　數字存儲示波器原理

　　數字存儲示波器的組成原理方框圖如圖1所示，它有實時和存儲兩種工作模式。當處於實時工作模式時，其電路組成原理與一般模擬示波器一樣。當處於存儲工作模式時，它的工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。

　　在存儲工作階段，模擬輸入信號先經過適當地放大或衰減，然後再經過「取樣」和「量化」兩個過程的數位化處理，將模擬信號轉換成數位化信號，在邏輯控制電路的控制下依次寫入到RAM中。在顯示工作階段，將數位訊號從存儲器中讀出，並經D/A轉換器轉換成模擬信號，經垂直放大器放大加到CRT的Y偏轉板。

　　與此同時，CPU的讀地址計數脈衝加至D/A轉換器，得到一個階梯波掃描電壓，加到水平放大器放大，驅動CRT的X偏轉板，從而實現在CRT上以稠密的光點包絡重現模擬輸入信號。

　　

　　圖1 數字存儲示波器基本原理框圖

　　將數字存儲技術和CPU微處理器用於取樣示波器，可以構成存儲取樣示波器。

　　數字存儲示波器的工作原理：輸入的電壓信號經耦合電路後送至前端放大器，前端放大器將信號放大，以提高示波器的靈敏度和動態範圍。放大器輸出的信號由取樣/保持電路進行取樣，並由A/D轉換器數位化，經過A/D轉換後，信號變成了數字形式存入存儲器中，微處理器對存儲器中的數位化信號波形進行相應的處理，並顯示在顯示屏上。

　　數字示波器是數據採集，A/D轉換，軟體編程等一系列的技術製造出來的高性能示波器。數字示波器一般支持多級菜單，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，實現對波形的保存和處理。目前高端數字示波器主要依靠美國技術，對於300MHz帶寬之內的示波器，目前國內品牌的示波器在性能上已經可以和國外品牌抗衡，且具有明顯的性價比優勢。

　　數字存儲示波器特點

　　1、波形的採樣/存儲與波形的顯示是獨立的——在存儲工作階段，對快速信號採用較高的速率進行取樣和存儲，對慢速信號採用較低速率進行取樣和存儲，但在顯示工作階段，其讀出速度可以採用一個固定的速率，不受取樣速率的限制，因而可以獲得清晰而穩定的波形。

　　2、能長時間地保存信號——由於數字存儲示波器是把波形用數字方式存儲起來，其存儲時間在理論上可以是無限長。

　　3、先進的觸發功能——它不僅能顯示觸發後的信號，而且能顯示觸發前的信號，並且可以任意選擇超前或滯後的時間。

　　4、測量準確度高——數字存儲示波器由於採用晶振作高穩定時鐘，有很高的測時準確度，採用高解析度A/D轉換器也使幅度測量準確度大大提高。

　　5、很強的數據處理能力——數字存儲示波器內含微處理器，因而能自動實現多種波形參數的測量與顯示。還具有自檢與自校等多種自動操作功能。

　　6、外部數據通信接口——數字存儲示波器可以很方便地將存儲的數據送到計算機或其他的外部設備，進行更複雜的數據運算和分析處理。還可以通過GPIB接口與計算機一起構成自動測試系統。

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