化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
數(shù)字存儲示波器的原理你知道嗎？
閱讀：1948 發(fā)布時間：2021-5-25數(shù)字存儲示波器有別于一般的模擬示波器，它是將采集到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由內(nèi)部微機進行分析、處理、存儲、顯示或打印等操作。這類示波器通常具有程控和遙控能力，通過GPIB接口還可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C等外部設(shè)備進行分析處理。
其工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。在存儲階段，首先對被測模擬信號進行采樣和量化，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，依次存入RAM中，當(dāng)采樣頻率足夠高時，就可以實現(xiàn)信號的不失真存儲。當(dāng)需要觀察這些信息時，只要以合適的頻率把這些信息從存儲器RAM中按原順序取出，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和LPF濾波后送至示波器就可以觀察的還原后的波形。
普通模擬示波器 CRT 上的 P31 熒光物質(zhì)的余輝時間小于 1ms。在有些情況下，使用 P7 熒光物質(zhì)的 CRT 能給出大約 300ms 的余輝時間。只要有信號照射熒光物質(zhì)，CRT 就將不斷顯示信號波形。而當(dāng)信號去掉以后使用 P31 材料的 CRT 上的掃跡迅速變暗，而使用 P7 材料的 CRT 上的掃跡停留時間稍長一些。
那么，如果信號在一秒鐘內(nèi)只有幾次，或者信號的周期僅為數(shù)秒，甚至信號只猝發(fā)一次，那又將會怎么樣呢？在這種情況下，使用我們上面介紹過的模擬示波器幾乎乃至于*不能觀察到這些信號。
所謂數(shù)字存儲就是在示波器中以數(shù)字編碼的形式來貯存信號。當(dāng)信號進入數(shù)字存儲示波器，或稱 DSO 以后，在信號到達CRT 的偏轉(zhuǎn)電路之前（圖1），示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進行采樣。然后用一個模/數(shù)變換器（ADC）對這些采樣值進行變換從而生成代表每一個采樣電壓的二進制字。這個過程稱為數(shù)字化。
獲得的二進制數(shù)值貯存在存儲器中。對輸入信號進行采樣的速率稱為采樣速率。采樣速率由采樣時鐘控制。對于一般使用情況來說，采樣速率的范圍從每秒 20 兆次（20MS/s）到 200MS/s。存儲器中貯存的數(shù)據(jù)用來在示波器的屏幕上重建信號波形。所以，在DSO中的輸入信號接頭和示波器 CRT 之間的電路不只是僅有模擬電路。輸入信號的波形在 CRT 上獲得顯示之前先要存貯到存儲器中，我們在示波器屏幕上看到的波形總是由所采集到數(shù)據(jù)重建的波形，而不是輸入連接端上所加信號的直接波形顯示。