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数字示波器产品原理和理解是一种电子测量仪器,具有使用方便、稳定性好、耐用性强等多个优点。随着时代的不断进步数字示波器技术也越来越高,功能更加全面应用的领域也越来越广泛。我们对于数字示波器的发展情况都有了解过吗,下面小编就来为大家具体介绍一下数字示波器的发展情况吧,希望可以帮助到大家。

数字存储示波器工作原理

  数字存储示波器有别于一般的模拟示波器,它是将采集到的模拟电压信号转换为数字信号,由内部微机进行分析、处理、存储、显示或打印等操作。这类示波器通常具有程控和遥控能力,通过GPIB接口还可将数据传输到计算机等外部设备进行分析处理。

  其工作过程一般分为存储和显示两个阶段,在存储阶段,首先对被测模拟信号进行采样和量化,经A/D转换器转换成数字信号后,依次存入RAM中,当采样频率足够高时,就可以实现信号的不失真存储。当需要观察这些信息时,只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM中按原顺序取出,经D/A转换和LPE滤波后送至示波器就可以观察的还原后的波形。

如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同,屏上出现的是一移动的不稳定图形,这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍,以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。为了获得一定数量的完整周期波形,示波器上设有“time/div"调节旋钮,用来调节锯齿波电压的周期,使之与被测信号的周期呈合适的关系,从而显示出完整周期的正弦波形。

当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍,屏上一般会显示出完整周期的正弦波形,但由于环境或其他因素的影响,波形会移动,为此示波器内装有扫描同步电路,同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号,输入到扫描发生器,迫使锯齿波与待测信号同步,此称为“内同步"。如果同步电路信号从仪器外部输入,则称为“外同步"。操作时,使用“电平(LEVEL)"旋钮,改变触发电平高度,当待测电压达到触发电平时,扫描发生器开始扫描,直到一个扫

  普通模拟示波器 CRT 上的 P31 荧光物质的余辉时间小于 1ms。在有些情况下,使用 P7 荧光物质的 CRT 能给出大约 300ms 的余辉时间。只要有信号照射荧光物质,CRT 就将不断显示信号波形。而当信号去掉以后使用 P31 材料的 CRT 上的扫迹迅速变暗,而使用 P7 材料的 CRT 上的扫迹停留时间稍长一些。
  那么,如果信号在一秒钟内只有几次,或者信号的周期仅为数秒,甚至信号只猝发一次,那又将会怎么样呢?在这种情况下,使用我们上面介绍过的模拟示波器几乎乃至于完全不能观察到这些信号。
  所谓数字存储就是在示波器中以数字编码的形式来贮存信号。当信号进入数字存储示波器,或称 DSO 以后,在信号到达CRT 的偏转电路之前,示波器将按一定的时间间隔对信号电压进行采样。然后用一个模/数变换器(ADC)对这些采样值进行变换从而生成代表每一个采样电压的二进制字。这个过程称为数字化。

  获得的二进制数值贮存在存储器中。对输入信号进行采样的速率称为采样速率。采样速率由采样时钟控制。对于一般使用情况来说,采样速率的范围从每秒 20 兆次(20MS/s)到 200MS/s。存储器中贮存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形。所以,在DSO中的输入信号接头和示波器 CRT 之间的电路不只是仅有模拟电路。输入信号的波形在 CRT 上获得显示之前先要存贮到存储器中,我们在示波器屏幕上看到的波形总是由所采集到数据重建的波形,而不是输入连接端上所加信号的直接波形显示。

如果在示波器的CH1通道加上一正弦波,在示波器的CH2通道加上另一正弦波,则当两正弦波信号的频率比值为简单整数比时,在荧光屏上将得到李萨如图形如下图所示。这些李萨如图形是两个相互垂直的简谐振动合成的结果,它们满足

 

其中,fx代表CH1通道上正弦波信号的频率,fy 代表CH2通道上正弦波信号的频率,nx代表李萨如图形与假想水平线的切点数目,ny代表李萨如图形与假想垂直线的切点数目。

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