DS1000數字示波器在實(shí)驗室中的應用

關(guān)鍵字：DS1000 數字示波器

示波器作為一種基礎的測量?jì)x器，在科研和設計中起著(zhù)舉足輕重的作用。如今，示波器已經(jīng)成為高校電子類(lèi)實(shí)驗室不可或缺的成員，在測量和分析方面大顯身手。隨著(zhù)電路系統的信號時(shí)鐘速度越來(lái)越快，高校實(shí)驗室中對示波器的要求也逐步在提高。除了更高帶寬、更快采樣率、更深的存儲深度外，高校實(shí)驗室對示波器的價(jià)格和易用性有特別的要求。本文就本實(shí)驗室新購進(jìn)的RIGOL—DS1000數字示波器為例，介紹數字示波器在現代教學(xué)和科研方面的重要作用。

對數字信號和模擬信號同時(shí)進(jìn)行分析

雖然我們已經(jīng)步入了數字信息時(shí)代，但仍然生活在一個(gè)連續變化的模擬世界中，高速發(fā)展的數字技術(shù)并沒(méi)有阻礙模擬產(chǎn)品前進(jìn)的腳步。模擬產(chǎn)品積極加入數字處理功能，數字、模擬技術(shù)相結合的混合信號器件將成為下一個(gè)主要發(fā)展方向。

在我們高校的實(shí)驗室里，數字產(chǎn)品離不開(kāi)模擬產(chǎn)品的配合，各種新型應用對模擬產(chǎn)品提出了新要求，同時(shí)也影響著(zhù)模擬產(chǎn)品的發(fā)展方向。以目前市場(chǎng)熱點(diǎn)3G手機為例，其實(shí)數字算法問(wèn)題早已解決，但電源待機時(shí)間、聲音效果、背光等還不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，而這些都屬于模擬技術(shù)的范疇。

此外，信號傳輸在現代工程中是很重要的一個(gè)技術(shù)環(huán)節，通常使用多芯電纜將模擬信號和數字信號獨立多線(xiàn)傳輸。但在信號傳輸中，數字信號將對模擬信號產(chǎn)生干擾，目前采用的解決方法是可以設計這樣一個(gè)系統：利用單片機來(lái)實(shí)現模擬信號和數字信號在單線(xiàn)中的混合傳輸。而這其中的測試和調試就要求示波器必須能構對數字信號和模擬信號同時(shí)進(jìn)行分析和顯示。

數、?；旌闲盘栂嚓P(guān)實(shí)驗在高校實(shí)驗室越來(lái)越廣泛。使用DS1000示波器可以同時(shí)采集16路輸入DAC（數模轉換器）的數字信號和兩路輸出的模擬信號。這一性能給數字模擬混合信號的開(kāi)發(fā)、測量和調試帶來(lái)了極大的方便。

帶寬、采樣率以及存儲深度滿(mǎn)足要求

在高校實(shí)驗室里，我們關(guān)注的幾個(gè)主要技術(shù)指標就是帶寬、采樣率和存儲深度。凈帶寬一直是在購買(mǎi)示波器過(guò)程中的主要考慮因素。眼圖分析就取決于示波器的主要技術(shù)指標。示波器在帶寬、采樣速率、觸發(fā)和測量精度等方面的性能，決定著(zhù)其解決高速系統設計問(wèn)題的效率。我們在做實(shí)驗時(shí)，為了保證測試信號的幅度和上升沿的精度，選擇示波器的帶寬應該是被測信號頻率的3～5倍，精確測量要8～10倍或以上。所以RIGOL—DS1000系列示波器所給出的100MHz的帶寬，很好的滿(mǎn)足了實(shí)驗過(guò)程中一些較高頻率的測量需要。另外，高校實(shí)驗室對采樣速率也有一定的要求，采樣速率是一個(gè)變化的指標，隨著(zhù)掃描時(shí)間的變慢，采樣速率也相應降低，歸根結底，采樣速率的實(shí)際值取決于時(shí)基和存儲深度。而RIGOL—DS1000系列示波器所提供的1MB的存儲深度可以提供很高的采樣速率，在做實(shí)驗時(shí)可以得到最精確的數據。

多種觸發(fā)功能提高實(shí)驗室工作效率

示波器觸發(fā)決定了利用示波器能夠捕獲、觀(guān)看和測量的信號，這一功能同帶寬和采樣率一樣重要。當然，觸發(fā)系統具有自己的主要技術(shù)指標。選用示波器來(lái)測量快速串行信號的設計師可能會(huì )假設觸發(fā)路徑具有與示波器的規定帶寬相同的帶寬。事實(shí)上，相關(guān)的指標是“觸發(fā)靈敏度”。

這個(gè)技術(shù)指標體現了一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：在頻率范圍頂部附近捕獲信號時(shí)，對信號振幅的要求則是觸發(fā)靈敏度與模擬采樣帶寬相匹配。

在實(shí)驗室里，我們經(jīng)常要觀(guān)察一些特殊信號的變化過(guò)程，但是之前所使用的示波器只具有上升或下降沿觸發(fā)的功能。DS1000系列示波器的觸發(fā)方式有一種就是上升下降沿觸發(fā)，解決了這個(gè)難題。斜率觸發(fā)是根據信號的上升/下降時(shí)間的快慢來(lái)判斷觸發(fā)，相比邊沿觸發(fā)更加靈活和準確。而DS1000系列示波器的觸發(fā)功能中，交替觸發(fā)功能顯示出了明顯的優(yōu)勢。交替觸發(fā)功能是模擬示波器的功能在數字示波器中的重現，這一功能保證了即使是兩個(gè)非同步信號，也能夠同時(shí)穩定的觸發(fā)，大大提高了實(shí)驗室的工作效率。

自動(dòng)測量功能、強大的軟件功能，便于學(xué)習和應用

DS1000系列示波器強大的軟件功能大大方便了人機對話(huà)，對于不了解和不會(huì )使用的按鍵，只要連續按住幾秒鐘，顯示屏上就會(huì )出現相應的幫助信息。省去了繁瑣的查找說(shuō)明書(shū)的過(guò)程。在教學(xué)和學(xué)生自學(xué)的過(guò)程中，收到了良好的效果。

DS1000系列示波器還具有20種自動(dòng)測量的功能，這對剛剛接觸示波器的學(xué)生來(lái)說(shuō)在很大程度上減小了操作的難度，提高數據的準確度。

在外圍的接口開(kāi)發(fā)中，DS1000系列示波加入了USBHOST接口和RS—232端口，方便與計算機交流以及數據的存儲和演示，在軟件測試方面有較好的應用。支持移動(dòng)存儲和直接打印功能?？梢詫κ静ㄆ魃纤@示的波形進(jìn)行存儲和轉移，無(wú)論是在學(xué)生的畢業(yè)設計中，還是在教師的教學(xué)過(guò)程中，都帶來(lái)了極大的方便。

TFT彩色顯示屏，體積小、價(jià)格低

在外觀(guān)上，DS1000系列的TFT彩色顯示屏美觀(guān)并且可視性強。體積小巧可以節省占地面積，在有限的實(shí)驗臺上能夠進(jìn)行多儀器的使用和測量，更便于攜帶?？梢酝獬霾杉盘?，進(jìn)行存儲，回到實(shí)驗室再進(jìn)行分析。并且示波器本身也具有錄制存儲回訪(fǎng)1000幀的波形信號的功能。而以上所有的優(yōu)勢在保證了低廉的價(jià)格的時(shí)候更是顯得尤為珍貴，適合于高校電子類(lèi)實(shí)驗室的使用。