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數字示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無(wú)法直接觀(guān)測的交變電信號轉換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量?jì)x器。它是觀(guān)察數字電路實(shí)驗現象、分析實(shí)驗中的問(wèn)題、測量實(shí)驗結果的重要儀器。由示波管和電源系統、同步系統、X軸偏轉系統、Y軸偏轉系統、延遲掃描系統、標準信號源組成。 數字示波器的指標主要有三個(gè)：帶寬、采樣率、內存深度。下面分別介紹。 一、帶寬 帶寬是示波器重要的一個(gè)指標，它決定了所用儀器測量高頻信號的能力。對于一般的放大器，其增益不可能在任何頻率下都保持一致，當然儀器中使用的放大器也是如此。放大器的工作頻點(diǎn)是從直流開(kāi)始的，其增益隨著(zhù)輸入信號的頻率增高會(huì )逐漸下降。一般把放大器增益下降-3dB對應的頻點(diǎn)稱(chēng)為這個(gè)放大器的帶寬。帶寬也是這樣定義的。 二、采樣率 被測信號經(jīng)過(guò)儀器前端的放大、衰減等信號調理電路后，接下來(lái)就是進(jìn)行信號的采樣和數字量化，而信號的采樣和數字化是通過(guò)高速的模數轉換器(ADC)來(lái)完成的，采樣率就是指對輸入信號進(jìn)行A/D轉換時(shí)采樣時(shí)鐘的頻率。輸入到儀器的信號是模擬信號，模擬信號在時(shí)間和數值上都是連續的，也就是對于任意時(shí)刻，都有確定的電壓值，而且電壓的幅值是連續的。與模擬信號不同，數字信號在時(shí)間和數值上都是離散的，電壓的變化在時(shí)間上不連續，總是發(fā)生在離散的瞬間，而且電壓的數值是最小量值的整數倍。模擬信號經(jīng)過(guò)模數轉化后，在時(shí)間和電壓上連續變化的波形就變?yōu)橐粋�(gè)個(gè)離散的數字化的樣點(diǎn)，而這過(guò)程中要盡可能真實(shí)地重建波形，最重要的是在水平方向上的時(shí)間軸上的采樣點(diǎn)是否足夠密集和在垂直方向上的電壓的量化級數。水平方向采樣點(diǎn)的間隔取決于A(yíng)DC的采樣率，而垂直方向的電壓量化級數則取決于A(yíng)DC的位數。高速采樣之后，再根據這些連續的采樣的樣點(diǎn)恢復波形。數字信號處理中的奈奎斯特定律告訴我們，如果被測信號的帶寬是有限的，那么在對信號進(jìn)行采樣和量化時(shí)，如果采樣率是被測信號的帶寬的2倍以上，就可以會(huì )恢復信號中承載的信息。 三、內存深度 對于高速的數字實(shí)時(shí)示波器來(lái)說(shuō)，由于其采樣率很高，這個(gè)高速的數據以現有的數字處理技術(shù)是不可能實(shí)時(shí)處理的。所以在工作時(shí)都是先把信號采集一段到其高速緩存中，然后再把緩存中的數據讀出來(lái)顯示。這段緩存的深度，有時(shí)也稱(chēng)為內存深度(存儲深度)，決定了設備在進(jìn)行一次連續采集時(shí)所能采集到的最長(cháng)的時(shí)間長(cháng)度。通常用以下公式計算能夠一次連續采集的波形長(cháng)度：時(shí)間長(cháng)度=內存深度/采樣率。 需要注意的是，一般我們所說(shuō)的內存深度是這臺設備配置的最大內存深度。由于內存深度設置很深時(shí)設備要處理的數據量很多，可能波形的更新速度會(huì )很慢。有的廠(chǎng)商為改善用戶(hù)使用的感受，默認會(huì )根據示波器時(shí)基刻度來(lái)自動(dòng)調整所用的內存深度，而當內存深度增加到最大仍不足以保證采集更長(cháng)的時(shí)間時(shí)，通常會(huì )自動(dòng)降低采樣率以獲得更長(cháng)的采樣時(shí)間。因此在增加時(shí)基刻度時(shí)，非常重要的一點(diǎn)是要注意觀(guān)察采樣率的變化，防止采樣率的下降造成信號的失真或混疊。文章來(lái)源：http://www.d-wellmeter.com/dwy-Article-3135328/ |
