数字存储示波器

数字存储示波器

是一种具有存储功能的数字设备,它利用数字电路进行模数转换,存储预触发信号。数字存储示波器除了具有模拟示波器的功能外,还具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分

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        数字存储示波器是一种具有存储功能的数字设备,它利用数字电路进行模数转换,存储预触发信号。数字存储示波器除了具有模拟示波器的功能外,还具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析和处理等独特的优点

        数字存储示波器不同于一般的模拟示波器。它将采集到的模拟电压信号转换成数字信号,由内部微机进行分析、处理、存储、显示或打印。这种示波器通常具有程控和遥控功能。通过GPIB接口,可以将数据传输到计算机等外部设备进行分析和处理。

        其工作过程一般分为储存和陈列两个阶段。在存储阶段,对测量的模拟信号进行采样和量化,经a/D转换器转换成数字信号,然后存储在RAM中。当采样频率足够高时,可以不失真地存储信号。当需要观察信息时,只要将信息以适当的频率按原顺序从存储器RAM中取出,经D/a转换和LPF滤波后送入示波器,就可以观察到恢复的波形。

        P31荧光粉在阴极射线管上的余辉时间小于1ms。在某些情况下,使用P7荧光材料的阴极射线管可以产生约300ms的余辉时间。只要信号照射到荧光物质,CRT就会连续显示信号波形。当信号被去除时,用P31材料的CRT上的记录道迅速变暗,而用P7材料的CRT上的记录道停留的时间更长。

        那么,如果信号在一秒钟内只有几次,或者信号的周期只有几秒钟,甚至信号只爆发一次,会发生什么呢?在这种情况下,使用上述模拟示波器很难观察到这些信号。

        所谓数字存储就是将信号以数字编码的形式存储在示波器中。当信号进入数字存储示波器(DSO)时,在信号到达CRT的偏转电路(图1)之前,示波器将以一定的时间间隔对信号电压进行采样。然后使用模数转换器(ADC)对这些采样值进行变换,生成代表每个采样电压的二进制字。这个过程叫做数字化。

        获得的二进制值存储在存储器中。输入信号的采样率称为采样率。采样率由采样时钟控制。对于一般用途,采样率范围为每秒20兆周期(20 ms/s)到200 ms/s。存储在存储器中的数据用于重建示波器屏幕上的信号波形。因此,DSO的输入信号连接器与示波器的CRT之间的电路不仅仅是模拟电路。在CRT上显示输入信号波形之前,必须将其存储在存储器中。我们在示波器屏幕上看到的波形始终是从收集的数据重建的波形,而不是输入连接器上添加的信号的直接波形显示。