2020年2月6日星期四
模擬示波器與數字示波器差別(下)
DSO的存儲器是示波器部件中僅次於A/D轉換器的元件,它保存被測信號的樣品,供後續的D/A轉換器把波形複原,現在存儲容量可達到1M以上。
普通DSO有8位垂直分辨率,即每次掃描有256個樣品,需要256點的存儲,相當256字節。如果提高分辨率,將水平軸擴大10倍,數位示波器則相當20K字節;垂直軸亦擴大10倍,相當40K字節。由此可見,DSO最少應有2K字節,中等的DSO應有40K字節以上。如果要記錄10倍上述的波形,則起碼要400K字節以上。因此,存儲容量大小很重要。
反過來,存儲容量也影響到掃描速度,例如每掃跡只有50K點的存儲器,記錄100μs數據,則取樣間距是2ns,此時取樣率相當500MS/s,頻譜分析儀以取樣率等於4倍帶寬計算,實時帶寬等於125MHz。
顯然,如果需要提高取樣率至1000MS/s,則記錄100μs的數據,需要100K點的存儲器。
為了存儲一幅完整的圖形,設圖素是1024×512=0.5M位,訊號產生器四幅圖形,要有2M位存儲量。在FFT分析中也需要額外的存儲量,將新的波形的分量與參考的波形或存儲的波形作對比。為便於波形存儲,有些DSO還提供軟盤或硬盤作數據記錄之用。
幾個概念:
示波器帶寬:定義為示波器能在屏幕上以不低於真實信號3dB幅度的顯示信號的最高頻率。電子負載即,示波器所顯示的信號幅度為真實信號幅度的71%時的信號頻率。
示波器顯示的信號上升時間Tdisplay=((Trsignal)2+(Trscope)2)1/2
采樣速率:每秒采樣的點數
示波器的上升時間Tr: 示波器理論上能夠顯示的最快瞬變時間,與帶寬直接相關。 Tr(ns) = 350 / B MHz
模擬示波器是利用CRT進行波形的顯示,輸入信號通過控制CRT的偏轉電場,控制電子束在熒光屏上掃描出信號的軌跡。信號在屏幕上顯示的時間受限於熒光物質,最常用的熒光物質P31,其餘輝顯示時間約為1ms,而P7則為300ms左右。因此在測量高頻數字信號的時候,將會由於信號頻率太快,而來不及顯示造成無法觀測。
數字示波器則克服了上述弱點,通過將采集到的模擬信號儲存後顯示,極大地提高了示波器的顯示范圍,擴展了示波器的功能。
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