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數(shù)字存儲示波器基礎(chǔ)
2013-03-03
你可能還記得，第一章中我們談到，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CET上掃跡迅速變暗，而使用P7材料的CRT上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，或者信號的周期為數(shù)秒至珍長，甚至于信號只發(fā)生一次，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則幾乎乃至于完全不能觀察這些信號。
因此我們需要找到在熒光物質(zhì)上保持信事情軌跡的方法。為達(dá)到這一目的而采用的一種老式方法是使用一種稱為存儲示波管的特殊CRT。這種示波管的熒光物質(zhì)后面裝有柵網(wǎng)，通過在柵網(wǎng)上充載電荷的方法存貯電子束的路徑。這種示波管價格很昂貴又比較脆弱，并且只能耐有限的時間內(nèi)保持軌跡。
數(shù)字存儲的方法克服了所有這些缺點，并且還帶來了很多附加的特色，下面列出部分特點：
·可以顯示大量的預(yù)觸發(fā)信息。
·可通通過使用光標(biāo)和不使用光標(biāo)的方法進(jìn)行全自動的測量。
·可以長期貯存波形。
·可以在打印機(jī)或繪圖儀上制作硬考貝以供編制文件之用。
·可以反新采集的波形和操作人員手工或示波器全自動采集的參考波形進(jìn)行比較。
·可以按通過/不通過的原則進(jìn)行判斷。
·波形信息可用數(shù)學(xué)進(jìn)行處理。
何謂數(shù)字存儲
從字意上不難看出，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(jìn)入數(shù)字存儲示波器，或稱DSO以后，在信號到達(dá)CRT的偏轉(zhuǎn)電路之前（圖18），示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進(jìn)行采樣。然后用一個模/數(shù)變換器（ADC）對這些瞬時值或采樣值進(jìn)行變換從而生成代表每一個采樣電壓的二進(jìn)制字。這個過程稱為數(shù)字化。
多數(shù)示波器使用比特的模/數(shù)變換器，所以能夠按28=256個不同的電壓層次來表示信號電平，這樣就能夠提供足夠的細(xì)節(jié)以便研究信號和進(jìn)行測量，在這種垂直分辨率下，可以顯示的最小分辯率號步進(jìn)值大約和CRT屏幕上光點的直徑大小相同，代表采樣電壓值的一個ADC輸出字包含8個比特，并稱為一個字節(jié)。
在現(xiàn)實當(dāng)中，增加垂直分辨率的限制因素之一是成本問題，在制造ADC時，輸出字每多增加一個比特，就需要將所用的比較器數(shù)增加一倍并使用更大的編碼變換器，這樣一來就使得ADC電路在電路板上占據(jù)大一倍的芯片空間，并消耗多一倍的功率（這又將進(jìn)一步影響周圍電路）結(jié)果，增加垂直分辨率又帶了價格的提高。
時基和水平的分辨率
在數(shù)字存儲示波器中，水平系統(tǒng)的作用是確保對輸入信號采集足夠數(shù)量的采樣值，并且每個采樣值取自正確的時刻，和模擬示波器一樣，水平偏轉(zhuǎn)的速度取決于時基的設(shè)置（s/格）。
構(gòu)成一個波形的組全部的采樣叫作一個記錄，用一個記錄可以重建一個或多個屏莫的波形，一個示波器可以貯存的采樣點數(shù)稱為記錄長度或采集長度，記錄長度用字節(jié)或千字節(jié)來表示，1千字節(jié)（1KB）等于1024個采樣點。
來源 萬用表 http://www.91zenqing.cn/
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