一种高精度便捷式全数字示波器的设计
SDS1000X HD 数字示波器 数据手册说明书
丰富的高级触发功能
具有丰富的触发功能，包括边沿、斜率、脉宽、视频、 窗口、间隔、超时、欠幅、码型、前提边沿、第N边沿、 延迟、建立/保持时间和多种总线触发（串行触发）
多种数学运算功能
4 条独立的 Math 波形，支持 20 多种常用数学运算， 支持公式编辑器自定义运算表达式，用于实现复杂的嵌 套运算
SDS1000X HD 数字示波器数据手册
7
参数规格
除非特别说明，所有规格均需要在以下条件时才能保证满足： ⚫ 产品在校正有效期内 ⚫ 在环境温度 18 ℃~28 ℃范围内，且仪器连续工作 30 分钟以上
采集 (模拟通道)
最大实时采样率
存储深度
波形捕获率 波形辉度等级 峰值检测 Sequence模式 History模式 插值方式
SDS1204X HD SDS1202X HD
4+EXT（4通道系列：SDSxxx4X HD）
2+EXT（2通道系列：SDSxxx2X HD）
70 MHz
100 MHz
200 MHz
单通道模式：2 GSa/s
双通道模式：1 GSa/s
四通道模式：500 MSa/s
单通道模式：100 Mpts/ch
双通道模式：50 Mpts/ch
SDS1000X HD 数字示波器数据手册
特性与优点
模拟通道带宽：最高 200 MHz；实时采样率高达 2 GSa/s 垂直分辨率：12-bit 低本底噪声，在 200 MHz 全带宽下低至 70 μVrms SPO 技术 ⚫ 波形捕获率最高达 500,000 帧/秒（Sequence
模式），120,000 帧/秒（正常模式） ⚫ 支持 256 级波形辉度及色温显示 ⚫ 存储深度最高达 100 Mpts ⚫ 数字触发 智能触发：边沿、斜率、脉宽、窗口、欠幅、间隔、 超时、码型、视频触发（支持 HDTV）、前提边沿、 第 N 边沿、延迟、建立/保持时间 串行总线触发和解码，支持的协议包括标配的 I2C、 SPI、UART、CAN、LIN、CAN FD（仅解码）、FlexRay （仅解码） 分段采集（Sequence）模式，最大可以将存储深度 等分为 80000 段，根据用户设置的触发条件，以非 常小的死区时间分段捕获符合条件的事件。 历史模式（History），最大可记录 80000 帧波形 数十种自动测量功能，支持测量统计、Gating 测量、 Math 测量、History 测量、Ref 测量。支持对测量参 数的直方图和趋势图统计 4 路独立的波形运算，支持 2M 点 FFT 和 20 多种 常用时域运算；支持自定义表达式实现复杂的嵌套 运算 多种高级数据分析和处理功能：搜索和导航、高速 模板测试、波特图、电源分析（选件）、计数器等 16 路数字通道（选件） 25 MHz 任意波形发生器（选件） 10.1 英寸电容式触摸显示屏，分辨率 1024*600 丰富的接口：SBUS（Siglent 逻辑分析仪接口）、 3 个 USB Host、USB Device (USBTMC)、LAN （ VXI-11/Telnet/Socket+SCPI ）、 Pass/Fail 、 Trigger Out 等 支持外接鼠标和键盘操作；内建的 WebServer 支持 通过网页控制仪器 支持丰富的 SCPI 远程控制命令 多国语言显示及嵌入式在线帮助
列出数字示波器的主要组成部分及其功能
数字示波器是一种广泛应用于电子测量和测试领域的仪器，它可以将电信号转换成图形显示，直观地展现电信号的波形和特征。
数字示波器由许多不同的部分组成，每个部分都扮演着不同的角色，以确保仪器的功能正常运转。
下面我们将列出数字示波器的主要组成部分及其功能：1. 输入部分输入部分是数字示波器接收外部信号的地方，主要包括以下几个部分：- 输入通道：用于连接被测电路的输入端，通常有多个通道，可以同时测量多个信号。
- 输入阻抗：不同的数字示波器可能有不同的输入阻抗选项，通常为50欧姆或1兆欧姆，以适配不同的信号源。
- 输入耦合：选择直流（DC）或交流（AC）耦合，以适应不同的测量需求。
2. 信号采集部分信号采集部分是数字示波器对输入信号进行采样和处理的地方，主要包括以下几个部分：- 采样系统：负责对输入信号进行采样，并将采样到的数据转换成数字信号。
- ADC转换器：将模拟信号转换成数字信号的核心部件，通常有不同的采样速度和分辨率可选。
3. 存储和处理部分存储和处理部分是数字示波器对采集到的信号进行存储和处理的地方，主要包括以下几个部分：- 存储系统：用于存储采集到的波形数据，通常有不同的存储深度可选。
- 处理器：负责对采集到的数据进行处理和分析，通常有不同的处理速度和功能可选。
4. 显示部分显示部分是数字示波器将处理后的信号转换成图形显示的地方，主要包括以下几个部分：- 显示屏幕：用于显示波形图像和测量结果，通常有不同的尺寸和分辨率可选。
- 控制面板：用于操作数字示波器的各项功能和参数设定，通常包括旋钮、按钮和触摸屏等操作元件。
5. 校准和校验部分校准和校验部分是数字示波器保证测量准确性和稳定性的地方，主要包括以下几个部分：- 校准电路：用于校准示波器的各个部分，保证测量结果的准确性。
- 自校准功能：一些数字示波器内置了自动校准功能，可以定期对示波器进行自校准，保证测量结果的稳定性。
通过以上列出的数字示波器的主要组成部分及其功能，可以看出数字示波器是一个高度复杂的仪器，由多个部件共同协作完成对电信号的测量和分析。
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。
高速数字存储示波器前端电路设计
随 着 电 子 器件 的发 展 ， 样 率 达 到 １ Ｓ ｓ 上 的 采 ／ 以 Ｇ 高 速 Ａ Ｃ器 件 越 来 越 多 ， 速 Ａ Ｃ器 件 的 价 格 也 非 Ｄ 高 Ｄ
由于衰减和放 大环 节的介入 ， 示波器 的灵敏度 可在很
信号调理 电路框图如图 １ 所示 。
＋，
∞
Ｈ Ｈ 萎
Ｈ 增蠢 大
图 １ 信 号 调 理 电 路 方 框 图
Ｆ ｇ Ｂｌｃ ｉｇ ａ ｏ ｉ ａ ｏ ｄｉ ｏ ｉ ｉｃ ｉ ｉ ．１ ｏ ｋ ｄａ ｒ ｍ ｆｓｇｎ ｌｃ ｎ ｔ ｎｎｇ ｃｒ ｕｔ ｉ
用 。采样率是数字存 储示 波器 的重要指标 之一 ， 它取
高速数 字存储示波器前端 电路设计
张宇翔 。 ． 等
高 速 数 字 存储 示波 器 前 端 电路 设 计
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｎ － ｄ Ｃｉ ｕｔｉ ｇｈ—ｐ ｅ ｇｉ ｌ ｔ ｒ ｇ ｃｌ ｓ ｏ ｅ ｓｇ ｆＦ ｏ ｔｅｎ ｒ ｉ ｎ Ｈｉ － ｅ ｄ Ｄｉ ｔ ｏ ａ ｅ Ｏｓ ｉｏ ｃ ｐ － ｃ ｓ ａ Ｓ ｌ
大 范 围 内 进行 调节 。
１ １ 无 源衰 减 电路 ．
决 于 示 波 器 的前 端 电路 ， 信 号 调 理 和 模 数 转 换 。 因 如 此 ， 端 电 路 的设 计 也 就 成 为 数 字 存 储 示 波 器 设 计 的 前
关 键 环 节 。
信号调理电路 的原理是 首先对 信号进行 放大 、 衰 减， 然后 进行 阻抗变换 、 可变增 益放 大 ， 并把被 测信号
０ 引 言
数字存储示波器 Ｄ Ｏ ｄ ｉｌ ｔ ａｅｏｃｌ ｃｐ ） Ｓ （ ｉｔ ｏ ｇ ｓｉｏ ｏｅ ｇａ ｓ ｒ ｌｓ 是 电子信号测量的常用仪 器之一 ， 它在各 行各业 如 电
基于嵌入式WINCE的数字示波器设计
２硬 件 设 计 ．
数字示 波器 的一般工作原理 ：采集 到的数据先经过 ＡＤ转换器 ． ／ 将其模拟信 号转换成数字信号 ． 然后存储在 Ｒ Ｍ 中． Ａ 需要 时将 Ｒ Ｍ Ａ 中存储的数 据调 出 经过处理后 ， 字信号转化为显示信号 ． 将数 显示在 示波器的屏幕上 在本 系统中主要设计 了信 模数转换 电路 、 数据缓冲电路和数据传输电路 。 系统的整体 硬件设计框图如图 １ 所示 ：
２１ 年第３ 期 ０１ ３
科技 胃向导
◇ 教论述◇ 高
基于嵌入式 ＷＩ Ｃ Ｎ Ｅ的数字示波器设计
（ 哈尔滨理工大学 冯花蕊 黑龙江 哈尔滨 １０ ８ ） ５ ０ ０
【 要 】 文研 究了基 于嵌入 式 Ａ Ｍ８６ 的数 字示波器设计 ， 中详细介绍 了数据采集部分的硬件设计和软件设计流程 ， 中 件设 摘 本 Ｒ ００ 文 其 硬
计 包括 数 据 的 预 处 理 、 Ｄ 转 换 、ＩＯ 缓 存 和 ＤＭＡ 处 理 。 Ａ＼ ＦＦ
【 关键词 】 嵌入式 ；Ｒ ｏｏ数字示波器 Ａ Ｍ８６ ；
Ｏ引 言 ． Ａ ９ ３ 是一 款单 位增益稳定型 、 高速 、 Ｄ ６１ 极 宽带宽放大器 ， 采用 电 传统的模拟示波器有 两个主要 的缺陷 ： 一是单发信号捕捉后不能 压反馈结构 ， 出色 的建立时 间、 具有 带宽和低失真性能 ． 其经典的运放 放大器采用专有设 停 留在 Ｃ Ｔ上静止的去观测 ．这在系统的过渡过程观测时是非常不 结构预计在许多设计 中均能实现极佳的工作性能 。 Ｒ 兼具电流反馈 与电压反馈型放大器的许多出色特性 Ａ ９ ３ Ｄ ６１ 方便 的：二是结 构上限定多现象 观测 时各通道间没有严 格的时序关 计架构 ． ０ ｚ ７ｄｃ ２Ｍ ｚ 系． 因而不适宜于逻辑 电路测量 尤其传统的模拟示波器没有与计算 在 ２ ＭＨ 的失真 为一 ２ Ｂ ，小信号带 宽为 ３ ０ Ｈ ．大信号带 宽为 ７ ＭＨ Ｄ ６１ 高分辨率 Ａ Ｃ的理想驱动 Ｄ 机 的数据通讯处理功能限制了它在数字化时代 中的作用 ． 而传统 的模 １５ ｚ 这些特性使 Ａ ９ ３ 成为快 速 、 拟示波器体积过于笨重 ． 耗电大 、 不方便携带 ， 已越来越不能满足人们 器 。 的需要 。 数字示波器是数据采集 、 ／ ＡＤ转换 、 软件编程等一系列的技术 Ａ ９ ３ 应用 电路如 图 ２ Ｄ ６１ 所示 ： 制造 出来 的高性能示波器 ． 它所具有 的多通道 、 高精度 、 多种可选信号 触发功能等诸多优点 ． 使得 它广泛地应用在对精度要求高的科研 、 工 程技 术中Ｉ 因此数字示波器在科 学研究和工程设计 中得 到越来越广 １ １ ． 泛 的应用 ， 大有全面取代模拟示 波器之势 。 １总体 设计 ． 数字示波器是一个以应用为 中心 ， 对功能 、 可靠性 、 成本等都要求 严格 的专用嵌入式系统 。 因其功能繁 多 ， 处理复杂 ， 要求具有 实时性和 多任 务的特点 ． 故需选用嵌入式操作 系统作为软件平 台 。 图 ２ Ａ ６ １应 用 配 置 Ｄ９ ３ 嵌入式 系统包含了硬件和软件两个方 面． 中硬件主要 由嵌入式 其 ４模数转换 电路 ． 处 理器 、 存储器 、 Ｏ端 Ｉ以及相关外围器件和 电路组 成 ． Ｉ ／ Ｓ ｌ 软件部分 主 ＡＤ ６ ６是 高集 成度 、 ７５ ６通道 、６ ｉ逐 次逼近（Ａ ） Ａ １ｂｔ Ｓ Ｒ 型 ＤＣ， 它具 要 由嵌入式操作 系统及相 应的应用软件系统组成 应用程序 （ 括 包 Ｓ ＳＩ Ｌ和每通道达 ２ ０ Ｓ Ｓ的采样率 ．并且在 片内包含 ５ｋＰ 某 些第三方软件包 ） 控制着 整个 系统的运作和行 为 ： 而操作 系统对 各 有最大 ４Ｌ Ｂ Ｎ 个 ２ Ｖ内部基准 电压源和基准缓冲器 该 器件仅有典型值 １０ Ｗ ， ５ ６ｍ 个 任务（ 应用程序 ） 进行调度 ， 协调各个任务 同步地对 硬件进行控制 ， 的功耗 ． 比最接近 的同类双极性 输入 Ａ Ｃ的功耗降低 了 ６ ％ Ｄ ０ 实 现软硬件结合 ． 达到预定的各项功能 Ａ ７ ５ 包含一个 低噪声 、 Ｄ ６６ 宽带采样保持 放大器（／ ）以便处理 ＴＨ， 本文 以嵌入式平 台 Ａ Ｍ８ ６ Ｒ ０ ０为示波器 的主板 ．研究 了一款 ８ 通 输入频率高达 ８ Ｈ 的信号。 Ｄ ６６ Ｍ ｚ Ａ ７ ５ 还具有高速并行和串行 接 口． 可 道、 通道显示可选 、 各通道显示量程可选 的示波器设计 。 从软硬件方面
数字示波器的使用方法示波器使用教程示波器使用说明
数字示波器的使用方法示波器使用教程示波器使用说明数字示波器的使用方法数字示波器是一种高精度、高效率的电子测试仪器。
它可以用来测量电流、电压和频率等电性量，并将结果在荧光屏上显示出来，使用户通过视觉直观地了解电路中的信号波形，方便电路的维护和调试。
那么，如何正确地使用数字示波器呢？本文将从示波器的基本原理、使用方法、测量技巧等方面为您进行详细讲解。
一、数字示波器的基本原理数字示波器（Digital Storage Oscilloscope，DSO）是一种能够将模拟信号进行数字化采样并储存的电子仪器。
当模拟信号进入示波器时，它首先会被采样芯片进行采样，并将采集到的模拟信号转换成数字信号，再通过数字电路进行处理，最后在荧光屏上显示出波形图形。
数字示波器的特点是采样率高、带宽宽、噪声小，并且可以通过内置计算机实现多种复杂的测量和分析功能。
因此，数字示波器已成为电子检测和测试领域中不可或缺的工具之一。
二、数字示波器的使用方法1、准备工作在使用数字示波器之前，我们需要准备好测量物、信号源、电缆和示波器。
其中，信号源可以是任何产生模拟信号的电子元件，如信号发生器、函数发生器或示波器本身。
在将信号源与示波器连接时，需要根据连接方式选择合适的接口和电缆类型，例如BNC接口和同轴电缆可以支持50欧姆和75欧姆的传输线，而探头则可以用于连接带有夹子的对接器以测量电源或电路板上的元件。
2、设置示波器使用数字示波器时，我们需要根据测量要求来设置示波器的参数，如垂直和水平缩放、扫描速度、触发方式等。
其中，垂直缩放主要是设置放大倍数和输入阻抗，以确保输入信号在示波器的垂直方向上显示清晰。
水平缩放则需要根据测量信号的周期和带宽来调节。
在示波器的触发方面，根据信号的周期和频率，可以选择自由运行模式、边沿触发模式、视频触发模式等不同的触发方式，以满足不同测量要求。
3、测量信号当示波器设置完成后，我们就可以测量信号波形了。
此时，我们可以通过示波器荧光屏上的波形图形来观察信号的幅度、周期、频率以及相位等电性参数。
一种低成本数字示波器的设计与实现
当时钟上 升沿到来 时 ， 执行 数据采 样 ， 下降沿 到来 时 ，
则停止采样 ， 行数据保持 。 进
总 压 跟 随 器 ． 独 特 的 互 补 双 极 型 场 效 应 管 的 内部 结 构 其
第 使 得 ＡＤ ４ 有 高 输 入 阻 抗 和 低 输 出 阻 抗 的 特 点 。 ８ ３具
本 文 介 绍 一 种 低 成本 的 数 字 示 波 器 的设 计 与 实 现 ， 该
采 用集成 运放 ０ ３ （ 噪音高速 精密运算 放大器 ） Ｐ ７低 对
电压 电流信号进行 放大 ０ ３ Ｐ ７增益带 宽与转 换速 率
很 高 ． 大信号 电压增 益可 达 １０ 最 ００多倍 。４ ５ 为八 ０１
选 一模拟开 关 ， 有双 向传 输性能 。用 单片机 控制 其 具 选通端进 行换档 ． 实现放 大电路 中反 馈通路 的选择 以 调 节放 大倍 数 ， 达到调节 垂直灵敏度 的 目的 。
示波 器 的采样 方式 可 以是实 时采样 也可 以是 等效 采 样． 当输 入信 号 的频率 小 于 Ｉ ｚ时 ， 用实 时采 样 ＭＨ 选
维普资讯
兰
２４ 采 集 存 储 电路 与 控 制 显 示 电路 ．
采集 存储 电路 的作用 是将 Ａ Ｄ变换 后 的通道 数 ／ 据写入存储 器 中。其控制逻 辑包 括接 口， 发控 制模 触
块 ， 集 存 储 控 制 模 块 。 存 储 器 的 存 储 过 程 可 以 分 解 采
功能及波 形参数测 量功能等 关键模块 进行 了重点优化 。
关 键 词 ：数 字 示 渡 器 ；宽 带 电 压 跟 随 器 ；Ａ／ 转 换 器 ； ＤＡ Ｄ Ｅ
０ 引 言
数字示 波器 具有 传统 模拟 示波 器远不 能及 的功 能 、 度和带宽 ． 精 然而 当前 商用 示波器普遍 价格 昂贵 ，
一种基于MAX1190的数字手持存储示波器
可以独立使用从 １ ｖ到 ３ Ｖ的输出 ， ． ７ ． ６ 可以兼 容不 同的逻辑 电平 。它可 以用于信号 的 Ｉ ， Ｑ采样 ，同通 道 Ｉ Ｆ采样 ，超声波及 医学 成像 ， ＡＮ， ＷＬ ＷＷＡ ， ＬＭＭＤ ＮＷＬ ， Ｓ调制解调器 ， 机顶盒等 。 图 ２为 ＭＡ １０的时序图 。由图 ２可以看 出 ＭＡ １０为双通道 Ｘ１９ Ｘ１９ 同 步 输 出 ， 换 数 据 相 对 于 采 样 时钟 有 ５个 周 期 的延 迟 。 转
科技信息
－
计 算机 与 网络
Ｉ 基 于 ＭＡ ０硇 数 字 手 持 存 储示 波器 ￥ Ｘ１ ９ １
苏州 大学 电子信 息学 院 苏 州高等职 业技 术 学校 苏建 良
［ 摘
要 】 文提 出了一种运用 ＭＡ １０的数字手持存储 示波器的方案 ， 本 Ｘ１９ 实现 了 １ ０ ／ 采样 率、０位 垂直分辨率 的双通道 同步 ０ＭＳｓ １
定 性 达 到 ５ｐ ｍ １０ ｈ ０ ｐ ／０ ０ 。
、
系统 方 案 实 现
按照从整体到局部 的系统设计原则 ，根据手持式数字存储示波 器 的性能指标要求 和实际测 量需 要 ，首先确定所设计的手持式数字存储 示波器的功能 、 特点 、 ， 性能 其框 图如 图 １ 所示。 本文主要研究 在实 时和 随机两种取 样方式下 的基 于 ＭＡ ０芯 片的手持式数字手 持式存储 Ｘ１９ １ 示波器 的数 据采集系统 的设计 和无专用控 制芯片 下 Ｌ Ｄ显示 控制 电 Ｃ 路的实现等问题 。 其主要设计 内容为： ． １ 数据采集 系统设计 。 数据采集 系 统 是 手 持式 数 字 存 储 示 波 器 的 核心 部 分 。 本 项 目是 采 用 高 速 双 通 道 ＭＡ ０芯片进行信号采集并采用 Ｄ Ｐ Ｆ Ｇ Ｘ１９ １ Ｓ ＋ Ｐ Ａ结 构， 采用实 时和随机 两种取样技术 ， 实现高等效采 样率， 较高 的实时带宽的手持式 数字存储 示波器。Ｄ Ｐ Ｆ Ｇ Ｓ ＋ Ｐ Ａ结构 的最大特点是结构灵活， 有较强的通用性 。 ２ ． Ｌ Ｄ显示控制电路实现。常用的 Ｌ Ｄ显示都采 用一个专用显示控制芯 Ｃ Ｃ 片， 再由微处理器来控制显示。本项 目采用一种新 的显示控制方式： 即直 接用 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ产生 Ｌ Ｄ所需要 的显示控制时序 ， 制数据 的传输和显示 。 Ｃ 控 这样一方面避免了再另加一个 Ｄ Ｐ和显示控制 芯片， Ｓ 减少 了成 本， 另一 方 面 也简 化 了数 据 采 集 系 统 的 结 构 。
示波器的数字信号处理原理和算法
示波器的数字信号处理原理和算法数字示波器是一种常见的电子测量仪器，广泛应用于电子工程、通信等领域。
它能将电信号转换为数字形式进行处理和显示，通过数字信号处理算法实现波形的完美呈现和分析。
本文将介绍示波器的数字信号处理原理和常见算法。
一、数字信号处理原理数字信号处理原理是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，并使用数字技术进行信号处理的基本原理。
在示波器中，连续信号通过高速模数转换器（ADC）转换为数字信号，然后进行数字信号处理。
其原理包括采样、量化和编码三个过程。
1. 采样：采样是指按照一定时间间隔对连续信号进行抽样，将连续信号转换为离散信号。
在示波器中，采样率的选择对信号的重构和分析非常关键，采样率过低会导致信号失真，采样率过高则会浪费存储和计算资源。
2. 量化：量化是指将采样后的连续信号转换为离散的幅度值，即将模拟信号的连续幅度转换为离散的数字值。
示波器中通常使用定点或浮点的数值表示幅度，量化级别的选择对数字信号的精度和动态范围有直接影响。
3. 编码：编码是将量化后的离散信号转换为数字形式表示。
在示波器中，常用的编码方式有二进制补码和二进制反码等。
编码后的信号方便存储和传输，为后续的数字信号处理提供基础。
二、数字信号处理算法数字信号处理算法是指利用数字技术对数字信号进行分析、处理和显示的数学方法和技巧。
在示波器中，常见的数字信号处理算法包括时域分析、频域分析和触发算法等。
1. 时域分析：时域分析是指对信号在时间轴上的变化进行研究和分析。
常见的时域分析算法有采样、插值、去噪、滤波、平均等。
示波器通过时域分析算法可以显示出信号的波形、幅度、频率等特征。
2. 频域分析：频域分析是指将信号从时域转换为频域，研究信号在频率上的分布和特性。
常见的频域分析算法有傅里叶变换、功率谱密度估计、频谱分析等。
示波器通过频域分析算法可以显示出信号的频率成分、谐波分布等信息。
3. 触发算法：触发算法是指根据触发条件对信号进行特定条件下的捕获和显示。
三合一万用表示波器 -回复
三合一万用表示波器-回复什么是三合一万用表示波器？三合一万用表示波器是一种电子测试仪器，集合了数字存储示波器、波形发生器和数字多用表的功能于一身。
它可以用于测试、测量和显示各种电路的电压、电流、频率等信号，并能够生成不同的波形信号。
这种仪器的出现，极大地方便了电子工程师的工作，提高了测试效率和准确性。
为什么选择三合一万用表示波器？三合一万用表示波器的强大功能和多样性使其成为电子工程师的首选仪器。
对于测试各种电路和信号来说，它具有以下几个优点：1. 多功能性：三合一万用表示波器结合了数字存储示波器、波形发生器和数字多用表的功能，可以满足各种测试需求。
无论是需要观察和分析信号波形，还是需要发生不同的波形信号，或者需要测量电压、电流、电阻等参数，它都能够胜任。
2. 方便携带：相比于分别携带数字存储示波器、波形发生器和数字多用表三种仪器，三合一万用表示波器小巧轻便，便于携带和使用。
尤其对于需要在实验室、工地或现场进行测试的工程师来说，它的便携性可以大大提高工作效率。
3. 提高工作效率：三合一万用表示波器拥有直观的显示界面和简单易用的操作方式，可以快速准确地测量各种信号和参数。
它的高精度和快速响应能力，使得测试结果更加准确可靠。
同时，一台仪器具备了多种测试功能，可以减少测试过程中的换位和切换，进一步提高测试效率。
4. 节约成本：购买一台三合一万用表示波器相对于购买分别的数字存储示波器、波形发生器和数字多用表更加经济实惠。
不仅可以减少仪器开销，还可以减少占用的工作台面积和管理成本。
如何使用三合一万用表示波器？使用三合一万用表示波器需要遵循以下步骤：1. 接通电源：将电源线插入交流电源插座，并将另一端连接到仪器的电源接口。
确认电源开关处于关闭状态，然后将电源线插头插入电源插座。
接通电源后，仪器的显示屏会亮起。
2. 连接测试对象：根据需要测试的对象，选择合适的测试线缆和探头。
将测试线缆和探头与仪器的测试插座相连，然后将另一端连接到待测对象的端口上。
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一种高精度便捷式全数字示波器的设计
一种高精度便捷式全数字示波器的设计
0引言示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。电子技术的日新月异，使各类
电信号越来越复杂，在工程应用中对信号实时采样率和波形捕获率也有较高的要求，数
字示波器成了各个岗位的硬件开发和测试人员必不可少的工具。针对当前柔性工业测量
系统的需要，本文给出DSP+CPLD的方案，实现了一种高精度、高集成的便捷式数字
化存储示波器的设计，系统尽可能地采用数字集成电路，结构简单，测量结果可靠性高，
具有友好的人机界面，同时具有高采样率、高分辨率及低误差等特点。1系统设计方案
该数字示波器主要由测量控制和显示输出两部分组成。输入信号在测量电路前端，经由
信号变换电路处理成各次级单元能处理的等效信号，主要是由比较电路处理输出正方波
和峰-峰值为2．5V的等效运算放大输出信号。方波信号作为记数脉冲，触发可编程
逻辑器件CPLD来实现频率值的测量。同时，经运算放大器输出的信号输入至采样保持
器，由主控制器DSP向其相关引脚发出锁存信号来实现对待测信号的采样和锁存输出
的功能切换。当控制端置“1”时为锁存输出，这时，输出的信号可
供A／D转换器件进行数据采集；置“0”时实现对信号的采集。A／D采
集回来的数据送给DSP，再由DSP先把外部数据存储在外部存储器中，然后进行分析，
最后，把经过处理的数据通过RS422标准接口以数据包的形式发送给液晶显示器显示
输出。系统原理框图。
2硬件设计系统硬件部分由信号输入变换电路、采样保持电路、主控制电路、智能
终端设备等部分组成。2．1信号输入变换及采样保持电路信号输入变换电路主要
用于实现信号的等效变换。设计中采用高速的OP37进行信号变换、采样保持，是数据
采集系统的重要部件，对信号起隔离缓冲作用。如果要对变化速度高的模拟信号进行A
／D转化，转换精度要求比较高，为了防止A／D转换过程中信号发生变化，就必须采
用S／H电路。S／H电路和A／D配合，可以消除A／D的输出脉动，并通过MUX实
现多路采样控制。在这里采用高性能单片采样／保持器LF398，具有很高的直流精
度、很快的采样时间和很低的下降速度，器件的动态性能和保持性能可通过合适的外接
保持电容达到最佳。信号调理电路。2．2测频电路示波器对信号的测频是根据等
精度频率计的原理设计的。由可编程逻辑器件EPF10K50V完成，100MHz的标准频
率信号直接进入EPF10K50V。器件采用信号输入变换电路输出的方波脉冲作为计数器
的时钟输入信号，用标准的100MHz进行记数，最后算出输入信号的频率。通过
图形法和VHDL语言对EPF10K50V编程，本设计中，CPLD完成对信号频率的测量。
频率测量原理如下：在单位测量时间Tp中被测信号计数值为Nx，对标准信号的计数
值为Ns，在已知标准频率fs的基础上，被测信号频率值fx满足：2．3幅度信号
采集为了满足对高频率信号的采集，选用ADI公司推出的AD7667来实现对被测
信号的幅值测量。AD7667是16位A／D转换芯片，内部2．5V参考电压，工作范
围为0～2．5V，LSB小于±2b，转换速率为800Kb／s，转换时间小于1μs，
采用单+5V电源供电。由信号变换电路把被测信号转化成工作范围内的有效值，进行
精确测量。2．4人机交互部分设计示波器的显示及指令输入由智能终端设备
LJD-ZN-3200K来实现。LJD-ZN-3200K是集输入、输出为一体的智能图形化界面输
出设备分辨率为640×480，能满足系统设计的要求。该设备终端通过串行接口
与主控制器通信，完成数据传输。将设计好的图形界面加载到智能终端存储单元，
然后按设定对坐标值进行识别，即可实现触摸式控制输入。示波器共有9个功能键，分
别为：3个垂直区分度选择按钮，用于垂直灵敏度选择；3个水平区分度选择按钮，用
于水平扫描速度选择；采样方式切换按钮，用于选择实时采样和等效采样；波形存储按
钮和波形调出按钮，用于当前的波形采集存储及调出；单次触发按钮，能对满足触发条
件的信号进行单次采集与存储。3信号采集及处理分析3．1信号采集原理对不同
的频率信号进行测量时选取合理的采样手段将直接影响系统的测量精度，在数字信号分
析技术中，常用的信号采样方法有两种：实时采样和等效采样。实时采样(Real
Sampling)通常是等时间间隔的，其最高采样频率是奈奎斯特极限频率，特点是，取样
一个波形所得脉冲序列的持续时间等于输入信号实际经历的时间，所以取样信号的频谱
比原信号还要宽。在本设计中采用A／D转换器件频率为400kHz，根据采样特性可
计算出该数字示波器能对不大于50MHz的输入信号进行采样输出。等效采样
(EquivalentSampling)是指针对周期信号的时域重复的特点，在不同的时间段进行多
次较低采样率的采样，然后将这些低采样率的样本复合成高采样率的数据样本，从而真
实重构出原始信号波形的数据采集方法。它利用信号的周期性，以增加采集时间为代价，
降低对高速采样电路的压力，通过重组恢复原始信号。本文采用提取等效采样时间
采样，它是用信号的重复频率fi与采样率fs的特殊关系，使等效的采样率增加D倍。
首先，适当选取输入信号的重复频率fi，采样D个周期的信号波形，然后把记录的数据
通过一个简单的算法重新排列组合，以获得一个完整的输入信号波形，这样等效采样率
是实际采样率的D倍。实际实现时，D的选取取决于所需要的等效采样率fe，使
得fe=Dfs即可。而L是单个周期实际采样点的个数，L=int(M／D)，M是记录的采样
数据的总和。输出信号的重复频率为：提取等效时间采样的方法可以提高采样
率，但要求输入信号的重复频率fi要受到精确度的控制，而等效采样率为Dfs，与输入
信号无关，当输入信号的重复频率偏离式(2)中所给的值，等效采样度变最大时间偏差
为：等效于展宽了频带，此时频带的宽度与A／D转换的速度和微处理器的速
度几乎无关，用这种方法结合设计的数字示波器，较容易地测量高频信号的频率和幅值。
最后，把采样得到的数据进行存储，然后进行统一的分析，复现出信号的函数曲线，可
计算得到幅值。由于在设计过程当中对电压信号采样分析采用的是等效方式，采集
到的是以时间为自变量的离散序列，这些采样数据反映了被测参数的变化过程，但带有
一定程度的误差，势必会引起采集数据失真的现象。为了避免非误差允许范围内的值对
测量结果造成干扰，采用软件对测量结果进行曲线拟合的方式对数据进行修正，以保证
测量结果的相对精度。3．2显示分辨率计算设计的波形显示窗口一共有354x446
像元素，能满足设计要求，统一分析采集的数据，采用正弦内插算法进行处理，形成相
应的输出，复现被测信号波形。4系统软件设计编程逻辑器件CPLD采用硬件描述
语言VHDL为底层支撑，用原理图输入的方式来实现系统软件部分的设计。DSP软件
编程采用C语言与汇编语言混合编程，程序主体用C语言编写，对于占用处理器时间
较多的算法程序和I／O接口操作则采用汇编语言编程，汇编代码可以用C语言可调用
的函数或内联代码的形式出现，把C语言和汇编语言的优点有机结合起来。系统软件完
成数据收集分析，把采集到的曲线坐标经处理后由RS422标准接口传输给智能终端，
同时也能接收到智能终端的输入信息，执行相应的功能，系统程序流程图。
5测试结果(1)系统能对10Hz～20MHz的任意周期信号进行测量，对大于20
MHz的信号，由于输入信号调理电路器件带宽的限制，导致用于测量输入信号频率的
方波失真，致使示波器的测量信号频率精度降低。对相同频率的信号，等效采样方式的
波形比实时采样方式的波形要好，其原因是同一个信号周期内前者的采样点比后者的采
样点多。(2)示波器的显示屏刻度垂直方向有354个像元，水平方向有446个像元，
显示分辨率较高。(3)示波器的垂直灵敏度分辨率包含1V／div，0．1V／div及2
mV／div三档，对比专用数字示波器测试结果，信号在显示屏上显示明显，波形失真
小。(4)示波器实时采样速率为400kHz，等效采样速率可达200MHz。(5)
系统在扫描速度包含了20ms／div，2μs／div及100ns／div三档。(6)
系统具有存储和调出显示信号波形的功能。用所设计的示波器，分别对多种信号的
不同频率、幅值进行测试，同时对比高精度数字示波器测量结果，具体测试数据如表1，
表2所示。
6结语样机测量结果表明，系统频率测量误差小于0．05％，信号幅值测量误差
小于1％，系统精度较高，能满足一般的工业要求，并且可以在显示模块上对被测信号
进行很好的复现。系统重量小于0．5kg，体积为：20cm×15cm×10cm。
它克服了同类产品使用时操作复杂，精度低的缺点，并且所设计的数字示波器集成度高，
工作过程受外界环境的干扰小，测量数据可视化，界面友好，可复现被测信号波形，故
可作为一种内嵌式设备，嵌入到一些柔性工业测量系统当中，这在工业自动化领域和测
试领域有广泛的应用前景。