数字存储示波器
数字存储示波器 实验报告

数字存储示波器实验报告数字存储示波器实验报告引言:数字存储示波器是现代电子测量领域中常见的一种仪器。
它通过将模拟信号转换为数字信号,并进行存储和处理,能够更准确地显示和分析电路中的信号波形。
本实验旨在通过使用数字存储示波器,对不同信号的波形进行观测和分析,并探究其在电子实验中的应用。
一、实验原理:数字存储示波器的工作原理主要包括信号采样、信号转换和信号显示三个过程。
首先,示波器通过采样装置对模拟信号进行采样,将其转换为离散的数字信号。
然后,通过模数转换器将离散的信号转换为数字信号,并将其存储在示波器的存储器中。
最后,示波器通过显示器将存储的数字信号转换为波形图形进行显示。
二、实验步骤:1. 连接电路:将待测的电路与示波器进行连接,确保信号源与示波器的输入端正确连接。
2. 设置示波器参数:根据待测信号的特点,设置示波器的采样频率、触发方式和时间基准等参数。
3. 开始测量:打开示波器电源,观察显示屏上的波形图形,并对波形进行分析和测量。
4. 调整参数:根据需要,调整示波器的参数,如水平和垂直灵敏度、触发电平等,以获得更清晰和准确的波形图形。
5. 结束实验:关闭示波器电源,断开电路连接,整理实验器材。
三、实验结果:通过实验,我们得到了多个不同信号的波形图形,并进行了分析和测量。
以下是实验中得到的一些典型结果:1. 正弦波信号:我们首先对一个正弦波信号进行观测。
通过示波器的显示,我们可以清晰地看到波形的周期、幅度和相位等特征。
通过测量,我们还可以得到波形的频率和峰峰值等具体数值。
2. 方波信号:接下来,我们对一个方波信号进行观测。
方波信号具有明显的上升沿和下降沿,通过示波器的显示,我们可以观察到方波的占空比和频率等信息。
同时,我们还可以通过示波器的测量功能,得到方波的上升时间和下降时间等参数。
3. 脉冲信号:最后,我们对一个脉冲信号进行观测。
脉冲信号具有较短的脉宽和较高的幅度,通过示波器的显示,我们可以观察到脉冲信号的上升时间、下降时间和脉宽等特征。
数字存储示波器实验报告

数字存储示波器实验报告实验目的:1. 学习数字存储示波器的基本原理和使用方法。
2. 掌握数字存储示波器测量和显示波形的方法。
3. 理解数字存储示波器与模拟示波器的区别。
实验原理:数字存储示波器可以将模拟信号转换为数字信号,并通过数字方式存储和显示波形。
数字存储示波器使用的是采样信号方式,即每隔一段时间采集一次波形信号,将其转换成数字信号后保存在存储器中。
用户可以通过控制数字存储示波器的触发条件,来实现对特定波形的捕获和显示。
数字存储示波器与模拟示波器相比,具有很多优点。
例如,数字存储示波器可以使用自动测量功能,快速测量各种参数(如频率、周期、峰值等),并提供精确的数值结果。
数字存储示波器还可以捕获稀疏信号和故障信号,以及存储和重放波形,方便分析和调试。
实验步骤:1.将数字存储示波器接通电源,并将信号源与示波器连接。
调整信号源输出电压,并选择示波器的输入通道和延时/触发模式。
2.触发示波器并捕获波形。
通过控制示波器的触发条件和触发电平,调整示波器的采样时间和位置,以捕获特定波形的全部信息。
在捕获到波形后,用户可以对其进行保存和重放,也可以对波形进行缩放和移动,以便于更好地观察和分析。
3.测量波形的主要参数。
示波器可以通过内置的自动测量功能,对波形的主要参数(如峰-峰值、频率、周期、占空比等)进行快速测量。
用户还可以手动测量波形的特定参数,获得更加准确和具体的结果。
实验结果:通过本次实验,我们学会了数字存储示波器的基本原理和使用方法,并掌握了数字存储示波器测量和显示波形的方法。
我们还理解了数字存储示波器与模拟示波器的区别,并比较了它们的优缺点。
同时,通过实验数据的处理和分析,我们得到了电路波形的主要参数,并可以据此对电路性能进行分析和优化。
这对我们日后的电路设计和调试都非常有帮助。
数字存储示波器 实验报告

数字存储示波器实验报告数字存储示波器实验报告引言:示波器是电子工程师和科学家们在实验室中经常使用的一种仪器,用于观察和测量电信号的波形。
传统的示波器采用模拟技术,但随着数字技术的发展,数字存储示波器逐渐取代了传统示波器的地位。
本实验报告将介绍数字存储示波器的原理、特点以及在实验中的应用。
一、数字存储示波器的原理数字存储示波器是通过将输入信号转换为数字信号进行处理和存储,然后再将数字信号转换为模拟信号输出,从而实现对波形的观察和测量。
其基本原理如下:1. 采样:数字存储示波器通过采样电路对输入信号进行采样,将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样频率越高,采样精度越高,可以更准确地还原原始信号的波形。
2. 数字化:采样后的信号经过模数转换器(ADC)转换为数字信号。
模数转换器将每个采样点的电压值转换为相应的数字代码,以便后续的数字处理和存储。
3. 存储:数字存储示波器使用内部存储器或外部存储介质(如硬盘、闪存等)对采样后的数字信号进行存储。
存储器的容量决定了示波器可以存储的波形长度。
4. 数字处理:存储的数字信号可以进行多种数字信号处理操作,例如平均、峰值检测、FFT变换等。
这些处理操作可以提取出信号的特征,帮助工程师进行更深入的分析和测量。
5. 数字到模拟转换:经过数字处理后,数字信号再通过数模转换器(DAC)转换为模拟信号,输出到示波器的显示屏上。
通过示波器的控制面板,用户可以观察和测量信号的波形、幅值、频率等参数。
二、数字存储示波器的特点与传统示波器相比,数字存储示波器具有以下特点:1. 高精度:数字存储示波器采用数字信号处理,可以实现更高的采样精度和分辨率,对细微的信号变化更敏感。
2. 大容量存储:数字存储示波器内置存储器容量较大,可以存储更长时间的波形数据。
这对于长时间的信号观察和分析非常有用。
3. 方便回放:数字存储示波器可以将存储的波形数据进行回放,以便工程师反复观察和分析。
这对于捕捉瞬态信号、故障诊断等应用非常重要。
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(5) 具有很强的处理能力,这是由于数字示波器内含微处理器, 因而能 自动实现多种波形参数的测量与显示,例如上升时间、下降时间、脉宽、频
平均值、取上下限值、频谱分析以及对两波形进行加、减、乘等运算处理。 同时还能使仪器具有许多自动操作功能,例如自检与自校等功能,使仪器使 用很方便。
(6) 具有数字信号的输入/输出功能, 所以可以很方便地将存储的数据送 到计算机或其他外部设备,进行更复杂的数据运算或分析处理。同时还可以通 过GP-IB 接口与计算机一起构成强有力的自动测试系统。
当扫描速度选择1μs/div,就应提供50MS/s的采样速率,正好保证水平方 向有500个采样点。如果选择的采样速率太低,采样点少,就不能保证水平分 辨率;如果选择的采样速率过高,则采样点过多,采样存储器又会溢出。
二. 记录长度与采样速率的关系
简易DSO的记录长度与显示器水平方向的分辨率在数值上是一致的。其
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9.1 概述
9.1.1 数字存储示波器的组成原理 典型的数字存储示波器原理框图如图所示
9.1.2 数字示波器的主要技术指标及分析
1. 采样速率 fs
定义:单位时间内对模拟输入信号的采样次数,单位为 MS/s(兆次/秒)等。
t / div N fs
扫描速度误差是指DSO测量时间间隔的准确度。一般用具有标准周期时 间的脉冲信号作为校验信号,其计算公式如下式
式中,
e = t T 0×100 T0
e为扫描误差;Δt为校准信号周期时间测量读数值;T0为校准信号周
9.1.2 数字示波器的主要技术指标及分析
二. 记录长度与采样速率的关系
数字存储示波器工作原理 示波器工作原理

数字存储示波器工作原理示波器工作原理数字存储示波器是2023年泰克公司针对中国市场推出的具备更多功能和更多性能的入门机型,截止2023年6月,TDS数字存储示波器系列凭借其在数字实时采样方面的性能表现,加上所具备的多样的分析功能和简洁直观的操作获得"全球zui受欢迎的示波器"称号,更累积销量达到15万台。
数字存储示波器定义数字存储示波器(Digital Storage oscilloscopes—DSO),所谓数字存储就是在示波器中以数字编码的形式来储存信号。
一般具有以下数字存储示波器特点:1.可以显示大量的预触发信息2.可以通过使用光标和不使用光标的方法进行全自动测量3.可以长期存储波形4.可以将波形传送到计算机进行储存或供进一步的分析之用5.可以在打印机或绘图仪上制作硬考贝以供编制文件之用6.可以把新采集的波形和操作人员手工或示波器全自动采集的参考波形进行比较7.可以按通过/不通过的原则进行判定8.波形信息可以用数学方法进行处理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本领,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,当采样频率充分高时,就可以实现信号的不失真存储。
当需要察看这些信息时,只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM中按原次序取出,经D/A转换和LPE滤波后送至示波器就可以察看的还原后的波形。
一般模拟示波器 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。
数字存储示波器调节方法

数字存储示波器调节方法数字存储示波器(DSO)作为一种重要的电子测量仪器,广泛应用于电子设计、调试和维修中。
DSO具有信号采集、存储、显示和分析等功能,可替代传统的模拟示波器,并更好地满足了现代电子测试的需要。
为了正确地使用DSO,以下将介绍数字存储示波器的调节方法。
首先,使用DSO之前,我们需要了解DSO的基本操作。
DSO通常包含一个屏幕、扫描控制和触发器。
屏幕用于显示波形,扫描控制用于调节水平和垂直显示范围,而触发器用于控制波形的稳定性。
在使用DSO时,我们需要调节水平显示范围,以使输入信号适应屏幕。
通常,DSO提供水平刻度和时间刻度两种调节方式。
我们可以通过旋转水平刻度旋钮或调节时间刻度进行水平调节。
当输入信号的周期较大时,我们可以缩小时间刻度;当输入信号的周期较小时,我们可以增大时间刻度。
适当的水平调节可以使波形在屏幕上得以完整显示,便于观察和分析。
另外,在调节垂直显示范围时,我们需要确保输入信号的幅度在合理的范围内。
DSO通常提供垂直刻度和电压刻度两种调节方式。
我们可以通过旋转垂直刻度旋钮或调节电压刻度进行垂直调节。
当输入信号的幅度较大时,我们可以增大电压刻度;当输入信号的幅度较小时,我们可以缩小电压刻度。
合理的垂直调节可以使波形在屏幕上显示得更清晰,便于我们观察和分析波形的细节。
此外,DSO还提供了触发器功能,用于控制波形的稳定性。
触发器可以确保波形在屏幕上的显示是稳定和可重复的。
在使用DSO时,我们可以通过调节触发电平、触发边沿和触发源来设置适合的触发条件。
适当的触发设置可以确保波形的稳定显示,方便我们对信号进行分析和诊断。
最后,为了提高测量精度和可信度,我们还可以使用DSO提供的一些高级功能。
例如,我们可以使用自动测量功能来自动测量信号的幅度、频率和周期等参数;我们可以使用存储功能将感兴趣的波形保存在DSO内存中,并随时查看和分析;我们还可以使用光标功能来测量波形的各种参数,如上升时间、下降时间和占空比等。
数字存储示波器

青岛科技大学物 理 实验中心
祝卫堃
(2) 数字存储示波器能长时间地保存信号。这种特性对观察单次出现的瞬 变信号尤为有利。 有些信号,如单次冲击波、放电现象等都是在短暂的一瞬间产生,在示 波器的屏幕上一闪而过,很难观察。数字存储示波器问世以前,屏幕照相是 “存储”波形采取的主要方法。数字存储示波器把波形以数字方式存储起来, 因而操作方便,且其存储时间在理论上可以是无限长的。 (3) 具有先进的触发功能。数字存储示波器不仅能显示触发后的信号,而 且能显示触发前的信号,并且可以任意选择超前或滞后的时间,这对材料强 度、地震研究、生物机能实验提供了有利的工具。除此之外,数字存储示波 器还可以向用户提供边缘触发、组合触发、状态触发、延迟触发等多种方式, 来实现多种触发功能,方便、准确地对电信号进行分析。 (4) 测量精度高。模拟示波器水平精度由锯齿波的线性度决定,故很难 实现较高的时间精度,一般限制在3%~5%。而数字存储示波器由于使用晶 振作高稳定时钟,有很高的测时精度。采用多位A/D转换器也使幅度测量精 度大大提高。尤其是能够自动测量直接读数,有效地克服示波管对测量精度 的影响,使大多数的数字存储示波器的测量精度优于1%。 青岛科技大学物 理 实验中心 祝卫堃
数字存储示波器
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数字存储示波器是20世纪70年代初发展起来的一种新型 数字存储示波器是 世纪70年代初发展起来的一种新型 世纪70 示波器。 示波器。这种类型的示波器可以方便地实现对模拟信号波形进 行长期存储并能利用机内微处理器系统对存储的信号做进一步 的处理,例如对被测波形的频率、幅值、前后沿时间、 的处理,例如对被测波形的频率、幅值、前后沿时间、平均值 等参数的自动测量以及多种复杂的处理。 等参数的自动测量以及多种复杂的处理。数字存储示波器的出 现使传统示波器的功能发生了重大变革。 现使传统示波器的功能发生了重大变革。
数字存储示波器的基本原理

数字存储示波器的基本原理数字存储示波器是一种电子测试仪器,它用于测量电信号的电压随时间变化的情况。
与模拟示波器相比,数字示波器具有更高的分辨率,更高的测量精度和更广的测量范围。
数字存储示波器的基本原理是将输入信号转换为数字信号进行处理和显示。
它包括三个主要组成部分:输入部分,信号处理部分和显示部分。
输入部分输入部分是数字存储示波器的首要部分,它包括测量输入信号的通道和信号采样系统。
通道的作用是测量输入信号并将其转换为电压信号,传输到信号采样系统进行数字化处理。
数字存储示波器通常具有多个通道以便于同时测量不同的信号。
信号采样系统的作用是将输入信号转换为数字信号进行处理。
数字存储示波器采用模拟-数字转换器(ADC)将输入信号转换为数字信号,然后将其存储在内存中,以便后续处理和显示。
信号处理部分信号处理部分的作用是对采集到的信号进行处理以提取有用的信息。
它通常包括信号预处理、信号分析和信号处理。
信号预处理的作用是对输入信号进行滤波和放大以提高信噪比并增强信号。
数字存储示波器通常具有多种滤波器,可根据不同的应用需求进行选择。
信号分析的作用是对输入信号进行分析以检测信号的特征。
数字存储示波器通常配有多种分析工具,如频谱分析、升降沿时间、周期计数和电压幅度测量等等。
信号处理的作用是对输入信号进行数字处理以产生有用的结果。
数字存储示波器通常具有多种处理算法,如傅里叶变换、微分和积分等等。
显示部分显示部分的作用是将处理后的信号显示在屏幕上以供用户观察和记录。
数字存储示波器通常具有高分辨率的液晶显示器,可以轻松地显示曲线图形、数据表格、统计图表和波形储存等等。
总之,数字存储示波器是一种基于数字信号处理技术的高精度测量仪器。
它具有广泛的用途,在电子工程、通信工程、计算机工程等领域都有应用。
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波形存储及显示技术本节要求:(1)了解模拟存储技术。
(2)掌握数字存储示波器的基本原理。
(3)了解数字存储示波器的关键技术。
(4)了解数字存储示波器的主要技术指标。
7.5.1 波形模拟存储技术和记忆示波器模拟记忆示波器是利用记忆示波管的波形记忆(存储)特性实现波形较长时间的存储。
记忆示波器的核心是记忆示波管,示波管内有两种电子枪,一种称为写入枪,它与通用示波器的电子枪类似,另一种称为读出枪,又称在记录波形之前,首先清除存储栅网上的电子。
工作时,由写入枪发射的电子束在存储栅网上产生二次电子,实现存储。
读出时,读出枪发出的泛射电子束通过栅网而到达荧光屏,轰击荧光屏磷层发光,而其余的区域则阻止读出电子束通过,于是荧光屏上按原来的波形形状将存入的信号重新显示出来。
CRT存储示波器在通用示波器的基础上增加了记忆示波管和控制信号。
7.5.2 数字存储示波器数字存储示波器(Digital Storage Oscilloscope,简称为DSO)是将捕捉到的波形通过A/D转换进行数字化,而后存入示波管外的数字存储器中。
1.数字存储示波器的组成原理一个典型的数字存储示波器原理方框图如图7-36所示,它有实时和存储两种工作模式。
当处于实时工作模式时,其电路组成原理与一般模拟示波器一样。
当处于存储工作模式时,它的工作过程一般分为存储和显示两个阶段。
在存储工作阶段,模拟输入信号先经过适当地放大或衰减,然后再经过“取样”和“量化”两个过程的数字化处理,将模拟信号转换成数字化信号,最在显示工作阶段,将数字信号从存储器中读出,并经D/A转换器转换成模拟信号,经垂直放大器放大加到CRT的Y偏转板。
与此同时,CPU的读地址计数脉冲加至D/A转换器,得到一个阶梯波扫描电压,加到水平放大器放大,驱动CRT的X偏转板,从而实现在CRT上以稠密的光点包络重现模拟输入信号。
数字存储示波器对模拟量进行实时取样的工作过程如图7-37所示。
实对一个周期内信号的不同点的取样。
8个取样点得到的数字量(设A/D转换器分辨力为8bit)分别存储于地址号为00H~07H的8个RAM存储单元中,这样,采样点所存储的地址信息即表示了采样点的时间信息。
在显示时,依序取出采样离散化数据(00H,40H,80H,C0H,……),进行D/A变换(图7-37(b)),同时存储单元地址号从00H~07H也经过D/A变换,形成图7-37(c)所示的阶梯波。
阶梯波加到X水平系统控制扫描电压,最终将被测波形u i重现于荧光屏上。
将数字存储技术和CPU微处理器用于取样示波器,可以构成存储取样示波器。
2.数字存储式波器的工作方式(1)数字存储器的功能数字存储示波器的随机存储器RAM按功用可分为信号数据存储器、参考波形存储器、测量数据存储器和显示缓冲存储器四种。
信号数据存储器存放模拟信号取样数据;参考波形存储器存放参考波形的数据;测量数据存储器存放测量与计算的中间数据和计算结果;显示缓冲存储器存放欲显示的数据。
(2)触发工作方式数字存储示波器的触发包括常态触发和预置触发两种方式。
1)常态触发常态触发同模拟示波器基本一样,可通过面板设置触发电平的幅度和极性,触发点可处于复现波形的任何位置及存储波形的末端。
2)预置触发预置触发是人为设置触发点在复现波形上的位置,它是在进行预置之后通过微处理器的控制和计算功能来实现的。
由于触发点位置不同,可以观测到触发点前后不同区段上的波形。
预置触发对显示数据的选择带来了很大的灵活性。
(3)测量与计算工作方式数字存储示波器对波形参数的测量分为自动测量和手动测量两种。
自动测量是由示波器自动完成测量工作,并将测量结果以数字形式显示在荧光屏上。
光标测量指的是在荧光屏上设置两条水平光标线和两条垂直光标线,这四条光标线可在面板按键的控制下移动,测量时,示波器在测量程序控制下,根据光标位置来完成测量,并将测量结果显示在荧光屏上。
(4)面板按键操作方式数字存储示波器的面板按键分为执行键和菜单键两种。
按下执行键后,示波器立即执行该项操作。
当按下菜单键时,在屏幕下方显示一排菜单,屏幕右方则显示对应菜单的子菜单,然后按子菜单下所对应的软键执行相应的操作。
3.数字存储式波器的显示方式数字存储示波器的显示方式有基本显示、抹迹显示、卷动显示、放大显示和X—Y显示等,可适应不同情况下波形观测的需要。
(1)存储显示存储显示方式是在一次触发形成并完成信号数据的存储后,依次将欲显示的数据读出并进行D/A变换,然后将信号稳定地显示在荧光屏上。
(2)抹迹显示抹迹显示方式适于观测一长串波形中在一定条件下才会发生的瞬态信号。
抹迹显示时,应先根据预期的瞬态信号,设置触发电平和极性;观测开始后仪器工作在末端触发和预置触发相结合的方式下,当信号数据存储器被装满但瞬态信号未出现时,实现末端触发,一旦出现预期的瞬态信号则立即实现预置触发,将捕捉到的瞬态信号波形稳定地显示在荧光屏上,并存入参考波形存储器中。
(3)卷动显示卷动显示方式适于观测缓变信号中随机出现的突发信号,它包括两种方式,如图7-38(a)所示。
一种是用新波形逐渐代替旧波形,变化点自左向右图7-38 卷动显示方式和延迟扫描放大显示方式(4)放大显示放大显示方式适于观测信号波形细节,此方式是利用延迟扫描方法实现的,如图7-38(b)所示。
此时荧光屏一分为二,上半部分显示原波形,下半部分显示放大了的部分。
(5)X—Y显示X—Y显示方式与通用示波器的显示方法基本相同,一般用于显示李沙育图形。
(6)显示的内插数字存储示波器是将取样数据显示出来,但采样点较少时会造成视觉误差,使人看不到正确的波形。
数据点插入技术可以解决这一问题。
数据点插入技术主要有线性插入和曲线插入两种方式。
线性插入法仅按直线方式将一些点插入到采样点之间。
曲线式插入法以曲线形式将点插入到采样点之间,曲线式插入法可以用较少的插入点构成非常圆滑的曲线。
4.数字存储示波器的特点(1)波形的采样/存储与波形的显示是独立的在存储工作阶段,对快速信号采用较高的速率进行取样和存储,对慢速信号采用较低速率进行取样和存储,但在显示工作阶段,其读出速度可以采用一个固定的速率,不受取样速率的限制,因而可以获得清晰而稳定的波形。
(2)能长时间地保存信号由于数字存储示波器是把波形用数字方式存储起来,其存储时间在理论上可以是无限长。
(3)先进的触发功能它不仅能显示触发后的信号,而且能显示触发前的信号,并且可以任意选择超前或滞后的时间。
(4)测量准确度高 数字存储示波器由于采用晶振作高稳定时钟,有很高的测时准确度,采用高分辨率A/D 转换器也使幅度测量准确度大大提高。
(5)很强的数据处理能力 数字存储示波器内含微处理器,因而能自动实现多种波形参数的测量与显示。
还具有自检与自校等多种自动操作功能。
(6)外部数据通信接口 数字存储示波器可以很方便地将存储的数据送到计算机或其他的外部设备,进行更复杂的数据运算和分析处理。
还可以通过GPIB 接口与计算机一起构成自动测试系统。
5. 数字存储示波器的主要技术指标(1)最高取样速率 最高取样速率指单位时间内取样的次数,也称数字化速率,用每秒钟完成的A/D 转换的最高次数来衡量。
取样速率愈高,仪器捕捉高频或快速信号的能力愈强。
数字存储示波器在测量时刻的实时取样速率可根据被测信号所设定的扫描时间因数(t/div ,即扫描一格所用的时间)来推算。
其推算公式为 /div s Nf t =(7-18)式中,N 为每格的取样数;t /div 为扫描时间因数。
(2)存储带宽(B) 存储带宽与取样速率f s 密切相关。
根据取样定理,如果取样速率大于或等于信号频率的2倍,便可重现原信号。
实际上,为保证显示波形的分辨率,一般取N=4~10倍或更多,即存储带宽/s B f N =。
(3)分辨率 分辨率指示波器能分辨的最小增量。
它包括垂直分辨率(电压分辨率)和水平分辨率(时间分辨率)。
垂直分辨率与A/D 转换器的分辨率相对应,常以屏幕每格的分级数(级/div)或百分数来表示。
水平分辨率由取样速率和存储器的容量决定,常以屏幕每格含多少个取样点或用百分数来表示。
取样速率决定了两个点之间的时间间隔,存储容量决定了一屏内包含的点数。
(4)存储容量 存储容量又称记录长度,它由采集存储器(主存储器)的最大存储容量来表示,常以字(word)为单位。
(5)读出速度 读出速度是指将数据从存储器中读出的速度,常用“(时间)/div ”来表示。
6. 数字存储示波器的主要部件及要求(1)高速A/D 转换器宽带数字示波器中的高速A/D 转换器主要是并行比较式和并串比较式两大类。
1)并行比较式ADC 并行比较式A/D 采用直接比较原理。
待转换的信号V i 同时作用于若干个比较器的输入端。
如果V i 大于某比较电平,则该比较器输出高态(“1”),反之则为低态(“0”)。
这些比较结果是经编码逻辑电路得n 位二进制码,送至输出寄存器,即为模数转换结果。
由于并行比较式A/D 的各个比较器同时进行比较,它的转换速度只取决于比较器、编码)之称。
2)并串式ADC 并行式A/D 的转换速度虽快,但是,电路结构却很复杂,成本高。
因此人们提出了并串式A/D 。
图7-40以8位A/D 为例说明其组成结构,由两片4位并行比较式A/D 、4位D/A 转换器、减法放大器及其他电路组成。
比较过程分两步,第一步是转换,得高4位二进制转换结果74(~)b b ;第二步是将所得4位数码经D/A (也是4位)转换得输出电压V 1并作用于减法放大器反相端。
V i 和V 1相减并放大后作用于下一级4位A/D 的输入端,得低4位二进制码转换结果30(~)b b 。
转换结束后共得8位二进制码,其结果表示为76543210b b b b b b b b 。
并串式A/D 所需比较器的个数较少,电路也简单,但是转换速度要比并行式的慢一些。
(2)存储器在存储速度不够高的情况下也可以将高速采集的数据分路变为低速数据进行存储,例如可分为2路甚至4路RAM。
这时对存储器的速度要求可图7-41 高速数据的分路存储(3)控制系统1)单处理器系统DSO仅在一个控制器的管理下完成各项测量任务,再配合独立的高速时钟电路在CPLD或FPGA等数字逻辑的管理下进行工作。
2)多处理器系统一个CPU为主CPU,具有相应的存储器(RAM、ROM)、输入输出接口(I/O)和外设(如键盘、显示器等),执行管理整个仪器的软件;其他为从CPU,在主CPU的管理之下完成某一部分工作。
7.高速信号采集技术(1)CCD器件和A/D相结合这种信号波形采集系统如图7-42所示。
它是重复取样和实时取样相结合、模拟存储和数字存储相结合。
首先对被测信号进行重复非实时取样,实现从高频至低频的频率搬移,并借助电荷耦合器件(Charge Couple Device,简写为CCD)进行信号的模拟存储。