示波器是觀察波形的窗口,它讓設計人員或維修人員詳細看見電子波形,達到眼見為實的效果。因為人眼是最靈敏的視覺器官,可以明察秋毫之末,極為迅速地反映物體至大腦,作出比較和判斷。因此,示波器亦譽為波形多用表。
               
          早期示波器只顯示電壓隨時間的變化,作定性的觀察。隨后,改進的示波器具備定量的功能,測量幅度和時間,以及它們的變化情況。同時,為了記錄和比較偶發事件,要借助照相機和示波管的長余輝效應。
               
          模擬示波器的頻率特性由垂直放大器和陰極示波管來決定。八十年代示波器引入數字處理和微處理器,出現數字示波器,現在把模擬示波器稱為模擬實時示波器(ART),數字示波器稱為數字存儲示波器(DSO)。
                ART
          需要與帶寬相適應的放大器和陰極射線示波管,隨著頻率的提高,對陰極射線示波管的工藝要求嚴格,成本增加,存并瓶頸。DSO只要與帶寬相適應的高速A/D轉換器,其它存儲器和D/A轉換器以及顯示器都是較低速成的部件,顯示器可用LCD平面陣列和彩色屏幕。
                DSO
          采用微處理器作控制和數據處理,使DSO具有超前觸發、組合觸發、毛刺捕捉、波形處理、硬拷貝輸出、軟盤記錄、長時間波形存儲等ART所不具備的功能,目前DSO的帶寬也超過1GHz,在許多方面都超過ART的性能。
                DSO
          也有不足之處,帶寬取決于取樣率,比較通用的取樣率等于帶寬的4倍。復現的波形靠內插算法補齊,波形會有失真;A/D轉換速度快,但D/A轉換速度慢,故波形更新率低,偶發信號會被遺漏;垂直分辨率一般用8位,顯然較低;面板旋鈕多,菜單復雜,使用不方便;沒有亮度調制,觀察不到三維圖形;波形存儲容量不夠,無法對波形進行處理等等。
               
          目前DSO的不足之處已基本被克服,但是并非全部良好性能都體現在同一部示波器內,亦即每部DSO都會有一定特點,也有某些不足,在選擇型號時應該留意對比。有些型號的DSO具有與ART一樣的波形更新率,有些型號的DSO卻沒有,有一種DSO具有ART的熒光屏三維圖形顯示能力,而大部分DSO不具備這種性能。大部分DSO實時帶寬與單次帶寬相同,但也有只保證實時帶寬的DSO
               
          前述DSO都包含A/D轉換器和微處理器。這樣一來,在PC機增加插卡亦可構成DSO,但一般取樣率較低,功能較少,價格也便宜。還有采用VXI總線的DSO模塊,以及機架式的DSO插件。
                DSO
          的存儲器是示波器部件中僅次于A/D轉換器的元件,它保存被測信號的樣品,供后續的D/A轉換器把波形復原,現在存儲容量可達到1M以上。
               
          普通DSO8位垂直分辨率,即每次掃描有256個樣品,需要256點的存儲,相當256字節。如果提高分辨率,將水平軸擴大10倍,則相當20K 字節;垂直軸亦擴大10倍,相當40K字節。由此可見,DSO最少應有2K字節,中等的DSO應有40K 字節以上。如果要記錄10倍上述的波形,則起碼要400K 字節以上。因此,存儲容量大小很重要。
               
          反過來,存儲容量也影響到掃描速度,例如每掃跡只有50K點的存儲器,記錄100μs數據,則取樣間距是2ns,此時取樣率相當500MS/s,以取樣率等于4倍帶寬計算,實時帶寬等于125MHz。顯然,如果需要提高取樣率至1000MS/s,則記錄100μs的數據,需要100K點的存儲器
                為了存儲一幅完整的圖形設圖素是1024×512=0.5M位,四幅圖形,要有2M位存儲量FFT分析中也需要額外的存儲量將新的波形的分量與參考的波形或存儲的波形作對比.為便于波形存儲,有些DSO還提供軟盤或硬盤作數據記錄之用
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