示波器的分類(lèi)簡(jiǎn)介
對所有的示波器而言,包括模擬、DSO和DPO示波器,都存在著(zhù)釋抑時(shí)間。在這段時(shí)間內,儀器處理最近捕獲的數據,重置系統,等待下一觸發(fā)事件的發(fā)生。在這段時(shí)間內,示波器對所有信號都是視而不見(jiàn)的。隨著(zhù)釋抑時(shí)間的增加,對查看到低頻度和低重復事件的可能性就會(huì )降低。
請注意,由顯示的更新速率簡(jiǎn)單地推斷采集到事件的概率是不可能的。如果只是依靠顯示更新速率,就確認示波器能采集到波形的所有相關(guān)信息,那么是很容易犯錯誤的,因為,實(shí)際上示波器并沒(méi)有作到。數字存儲示波器串行處理采集到的波形。由于微處理器限制著(zhù)波形的采集速率,所以微處理器是串行處理的瓶頸。
DPO把數字化的波形數據進(jìn)一步光柵化,存入熒光數據庫中。每1/30秒,這大約是人類(lèi)眼睛能夠覺(jué)察到的最快速度,存儲到數據庫中的信號圖象直接送到顯示系統。波形數據直接光柵化,以及直接把數據庫數據拷貝到顯存中,兩者共同作用,改變了其他體系在數據處理方面的瓶頸。結果是增加了“使用時(shí)間”,增強顯示更新能力。信號細節、間斷事件和信號的動(dòng)態(tài)特性都能實(shí)時(shí)采集。DPO微處理器與集成的捕獲系統一道并行工作,完成顯示管理、自動(dòng)測量和設備調節控制工作,同時(shí),又不影響示波器的捕獲速度。
DPO如實(shí)地仿真模擬示波器最好的顯示屬性,并在三維顯示信號:時(shí)間、幅度和以時(shí)間為參變量的幅度變化,三者都是實(shí)時(shí)的。模擬示波器依靠化學(xué)熒光物質(zhì),與此不同,DPO使用完全的電子數字熒光,其實(shí)質(zhì)是不斷更新的數據庫。針對示波器顯示屏幕的每一個(gè)點(diǎn),數據庫中都有獨立的“單元(cell)”。一旦采集到波形(即示波器一觸發(fā)),波形就映射到數字熒光數據庫的單元組內。每一個(gè)單元代表著(zhù)屏幕中的某位置。當波形涉及到該單元,單元內部就加入亮度信息;沒(méi)有涉及到則不加入。因此,如果波形經(jīng)常掃過(guò)的地方,亮度信息在單元內會(huì )逐步累積。
當數字熒光數據庫傳送到示波器的顯示屏幕后,根據各點(diǎn)發(fā)生的信號頻率的比例,顯示屏展示加入亮度形式的波形區域,這與模擬示波器的亮度級特性非常類(lèi)似。 DPO也可以顯示不斷變化的發(fā)生頻率的信息,顯示屏對不同的信息呈現不同的顏色,這一點(diǎn)與模擬示波器不同。利用DPO,可以比較由不同觸發(fā)器產(chǎn)生的波形之間的異同,例如,比較某波形與第100 號觸發(fā)器產(chǎn)生波形的區別。
數字熒光示波器(DPO)突破模擬和數字示波器技術(shù)之間的障礙。它同時(shí)適合觀(guān)察高頻和低頻信號、重復波形,以及實(shí)時(shí)的信號變化。只有DPO 實(shí)時(shí)提供Z(亮度)軸,常規的DSO 已經(jīng)喪失了這一功能。
對那些需要最好的通用設計和故障檢測工具以適合大范圍應用的人來(lái)說(shuō),DPO是一個(gè)理想工具。DPO典型應用有:通信模板測試,中斷信號的數字調試,重復的數字設計和定時(shí)應用。
數字采樣示波器
當測量高頻信號時(shí),示波器也許不能在一次掃描中采集足夠的樣值。如果需要正確采集頻率遠遠高于示波器采樣頻率的信號,那么數字采樣示波器是一個(gè)不錯的選擇(參看圖21)。這種示波器采集測量信號的能力要比其他類(lèi)型的示波器高一個(gè)數量級。在測量重復信號時(shí),它能達到的帶寬以及高速定時(shí)都十倍于其他示波器。連續等效時(shí)間采樣示波器能達到50GHz 的帶寬。
與數字存儲和數字熒光示波器體系結構不同,在數字采樣示波器的體系結構中,置換了衰減器/ 放大器于采樣橋的位置,參照圖20。在衰減或放大之前對輸入信號進(jìn)行采樣。由于采樣門(mén)電路的作用,經(jīng)過(guò)采樣橋以后的信號的頻率已經(jīng)變低,因此可以采用低帶寬放大器,其結果,整個(gè)儀器的帶寬得到增加。
然而,采樣示波器帶寬的增加帶來(lái)的負面影響是動(dòng)態(tài)范圍的限制。由于在采樣門(mén)電路之前沒(méi)有衰減器/ 放大器,所以不能對輸入信號進(jìn)行縮放。所有時(shí)刻的輸入信號都不能超過(guò)采樣橋滿(mǎn)動(dòng)態(tài)范圍。因此,大多數采樣示波器的動(dòng)態(tài)范圍都限制在1V 的峰值- 峰值。另一方面,數字存儲和數字熒光示波器卻能夠處理50 到100 伏特的輸入。

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