示波器作用示波器作用实验报告( 五 ) _知识分享

数字使用示波器必须注意问题前言
数字示波器由波形触发、存储、显示、测量、波形分析和处理等独特优势，它的使用越来越受欢迎。由于数字示波器和模拟示波器之间的巨大性能差异，如果使用不当，会有很大的测量误差，从而影响测试任务。
区分模拟带宽和数字实时带宽
它是示波器带宽最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定值，数字示波器的带宽包括模拟带宽和数字实时带宽。数字示波器对重复信号采用顺序采样或顺序采样计算机采样技术能达到的最高带宽是示波器的数字实时带宽，实时数字带宽、最高数字频率和波形重建技术因素K相关（数字实时带宽=最高数字化率/K），一一般不直接作为指标给出。从两个带宽的定义可以看出，模拟带宽只适用于重复周期信号的测量，数字实时带宽适用于测量重复信号和单一信号。厂家声示波器的带宽能达到多少兆，实际上是指模拟带宽，实时带宽低于该值。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz ，实际上是指模拟带宽为500MHz ，而最高的数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。因此，当测量单个信号时，请务必参考数字示波器的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差。
关于采样率
采样率也称为数字化率，指单位时间，模拟输入信号的采样时间，常以MS/s表示。采样率是数字示波器的一项重要指标。

文章插图
1.如果采样率不足，很容易出现走样现象
如果示波器的输入信号是1100KHz正弦信号，示波器显示的信号频率为50KHz ，这是怎么回事？这是因为示波器的采样率太慢，存在混叠现象象。混叠意味着屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率，或者即使示波器上的触发指示器已经打开，而显示的波形仍然不稳定。重叠如图所示1所示。那么，对于未知频率的波形，如何判断显示的波形是否产生了混叠？通过缓慢改变扫描速度t/div到更快的时基文件，看波形的频率参数是否急剧变化，如果是，这表明出现了波形混叠；或者振动波形稳定在更快的时基上，也这表明出现了波形混叠。根据奈奎斯特定理，采样率至少高于信号的高频分量2倍才不会有走样，如一个500MHz的信号，至少1GS/s的采样率。有几种方法可以简单地防止混叠：
·调整扫描速度；
·采用自动设定（Autoset）；
·尝试将收集模式切换到包络模式或峰值检测模式，因为包络法是在多个采集的记录中求极值，峰值检测方法是在单个收集的记录中找到最大值和最小值，这两种方法都可以检测快速信号变化。
·如果示波器有InstaVu收集模式，可选择的，因为这种方式的波形采集速度快，这种方法显示的波形类似于模拟示波器显示的波形。
2.采样率和t/div的关系
每个数字示波器的最大采样率是一个固定值。但是，在任一扫描时间t/div ，采样率fs由下面的公式给出：
fs=N/(t/div)N每个网格的采样点
当采样点N当它是某个值时， fs与t/div成反比，扫描速度越快，采样率越低。下面是TDS520B的一组扫速与采样率的数据：
表1扫速与采样率
t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25
最后，当使用数字示波器时，为了避免重叠，最好将扫地机放在扫速较快的位置。如果你想抓住稍纵即逝的毛刺，扫档最好放在主扫速度较慢的位置。
数字示波器的上升时间
在模拟示波器中，上升时间是示波器的一个极其重要的指标。而在数字示波器中，上升时间甚至没有作为一个指标明确给出。由于数字示波器的测量方法，所以它是自动的测得的上升时间不仅与采样点的位置有关，如图2中a表示上升沿刚好落在两个采样点的中间，此时，上升时间是数字区间0.8倍。图2中的b在上升沿的中间是取样点，然后同样的波形，上升到数字区间1.6倍。另外，上升时间也与扫描速度有关，下面是TDS520B测量相同波形时一组扫描速度和上升时间的数量据：

示波器作用 示波器作用实验报告( 五 )

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