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數(shù)字存儲(chǔ)示波器的原理你知道嗎？
閱讀：2089 發(fā)布時(shí)間：2021-5-25數(shù)字存儲(chǔ)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(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由內(nèi)部微機(jī)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)、顯示或打印等操作。這類(lèi)示波器通常具有程控和遙控能力，通過(guò)GPIB接口還可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)等外部設(shè)備進(jìn)行分析處理。
其工作過(guò)程一般分為存儲(chǔ)和顯示兩個(gè)階段。在存儲(chǔ)階段，首先對(duì)被測(cè)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣和量化，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，依次存入RAM中，當(dāng)采樣頻率足夠高時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的不失真存儲(chǔ)。當(dāng)需要觀察這些信息時(shí)，只要以合適的頻率把這些信息從存儲(chǔ)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(shí)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(shí)間。只要有信號(hào)照射熒光物質(zhì)，CRT 就將不斷顯示信號(hào)波形。而當(dāng)信號(hào)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(shí)間稍長(zhǎng)一些。
那么，如果信號(hào)在一秒鐘內(nèi)只有幾次，或者信號(hào)的周期僅為數(shù)秒，甚至信號(hào)只猝發(fā)一次，那又將會(huì)怎么樣呢？在這種情況下，使用我們上面介紹過(guò)的模擬示波器幾乎乃至于*不能觀察到這些信號(hào)。
所謂數(shù)字存儲(chǔ)就是在示波器中以數(shù)字編碼的形式來(lái)貯存信號(hào)。當(dāng)信號(hào)進(jìn)入數(shù)字存儲(chǔ)示波器，或稱(chēng) DSO 以后，在信號(hào)到達(dá)CRT 的偏轉(zhuǎn)電路之前（圖1），示波器將按一定的時(shí)間間隔對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行采樣。然后用一個(gè)模/數(shù)變換器（ADC）對(duì)這些采樣值進(jìn)行變換從而生成代表每一個(gè)采樣電壓的二進(jìn)制字。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為數(shù)字化。
獲得的二進(jìn)制數(shù)值貯存在存儲(chǔ)器中。對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的速率稱(chēng)為采樣速率。采樣速率由采樣時(shí)鐘控制。對(duì)于一般使用情況來(lái)說(shuō)，采樣速率的范圍從每秒 20 兆次（20MS/s）到 200MS/s。存儲(chǔ)器中貯存的數(shù)據(jù)用來(lái)在示波器的屏幕上重建信號(hào)波形。所以，在DSO中的輸入信號(hào)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(hào)的波形在 CRT 上獲得顯示之前先要存貯到存儲(chǔ)器中，我們?cè)谑静ㄆ髌聊簧峡吹降牟ㄐ慰偸怯伤杉綌?shù)據(jù)重建的波形，而不是輸入連接端上所加信號(hào)的直接波形顯示。