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示波器選購(gòu)指南

作者: 時(shí)間:2013-12-26 來(lái)源:摘自《就是要儀器》網(wǎng) 收藏

  是一種圖形顯示設(shè)備,它描繪電信號(hào)的曲線。這一簡(jiǎn)單的能夠說(shuō)明信號(hào)的許多特性:信號(hào)的時(shí)間和電壓值、振蕩信號(hào)的頻率、信號(hào)所代表電路中“變化部分”信號(hào)的特定部分相對(duì)于其它部分的發(fā)生頻率、是否存在故障部件使信號(hào)產(chǎn)生失真、信號(hào)的直流成份(DC)和交流成份(AC)、信號(hào)的噪聲值和噪聲隨時(shí)間變化的情況、比較多個(gè)信號(hào)等。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/203234.htm

  種類:

  一、 模擬.
  二、 數(shù)字示波器.
  三、 數(shù)字熒光示波器.
  四、 基于PC的數(shù)字示波器
  五、 手持?jǐn)?shù)字示波器.

  1、示波器的發(fā)展過(guò)程

  初期主要為模擬示波器

  廿世紀(jì)四十年代是電子示波器興起的時(shí)代,雷達(dá)和電視的開(kāi)發(fā)需要性能良好的波形觀察工具,泰克成功開(kāi)發(fā)10MHz的同步示波器,這是近代示波器的基礎(chǔ)。五十年代半導(dǎo)體和電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世,促進(jìn)電子示波器的達(dá)到100MHz。六十年代美國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)在電子示波器開(kāi)發(fā)方面各有不同的貢獻(xiàn),出現(xiàn)6GHz的取樣示波器、帶寬4GHz的行波示波管、1GHz的存儲(chǔ)示波管;便攜式、插件式示波器成為系列產(chǎn)品。七十年代模擬式電子示波器達(dá)到高峰,行譜系列非常完整,帶寬1GHz的多功能插件式示波器標(biāo)志著當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的高水平,為測(cè)試數(shù)字電路又增添邏輯示波器和數(shù)字波形記錄器。模擬示波器從此沒(méi)有更大的進(jìn)展,開(kāi)始讓位于數(shù)字示波器,英國(guó)和法國(guó)甚至退出示波器市場(chǎng),技術(shù)以美國(guó)領(lǐng)先,中低檔產(chǎn)品由日本生產(chǎn)。

  模擬示波器要提高帶寬,需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進(jìn)。數(shù)字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉(zhuǎn)換器的性能,對(duì)示波管和掃描電路沒(méi)有特殊要求。加上數(shù)字示波管能充分利用記憶、存儲(chǔ)和處理,以及多種觸發(fā)和預(yù)前觸發(fā)能力。廿世紀(jì)八十年代數(shù)字示波器異軍突起,成果累累,大有全面取代模擬示波器之勢(shì),模擬示波器逐漸從前臺(tái)退到后臺(tái)。

  但是在發(fā)展初期模擬示波器的某些特點(diǎn),卻是數(shù)字示波器所不具備的:

  ○ 操作簡(jiǎn)單:全部操作都在面板上可以找到,波形反應(yīng)及時(shí),數(shù)字示波器往往要較長(zhǎng)處理時(shí)間。
  ○ 垂直分辨率高:連續(xù)而且無(wú)限級(jí),數(shù)字示波器分辨率一般只有8位至10位。
  ○ 數(shù)據(jù)更新快:每秒捕捉幾十萬(wàn)個(gè)波形,數(shù)字示波器每秒捕捉幾十個(gè)波形。
  ○ 實(shí)時(shí)帶寬和實(shí)時(shí)顯示:連續(xù)波形與單次波形的帶寬相同,數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān),取樣率不高時(shí)需借助內(nèi)插計(jì)算,容易出現(xiàn)混淆波形。

  簡(jiǎn)而言之,模擬示波器為工程技術(shù)人員提供眼見(jiàn)為實(shí)的波形,在規(guī)定的帶寬內(nèi)可非常放心進(jìn)行測(cè)試。人類五官中眼睛視覺(jué)神經(jīng)十分靈敏,屏幕波形瞬間反映至大腦作出判斷,細(xì)微變化都可感知。因此,剛開(kāi)始模擬示波器深受使用者的歡迎。

  中期數(shù)字示波器獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

  八十年代的數(shù)字示波器處在轉(zhuǎn)型階段,還有不少地方要改進(jìn),美國(guó)的TEK公司和HP公司都對(duì)數(shù)字示波器的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。它們后來(lái)停產(chǎn)模擬示波器,并且只生產(chǎn)性能好的數(shù)字示波器。進(jìn)入九十年代,數(shù)字示波器除了提高帶寬到1GHz以上,更重要的是它的全面性能超越模擬示波器。出現(xiàn)所謂數(shù)字示波器模擬化的現(xiàn)象,換句話說(shuō),盡量吸收模擬示波器的優(yōu)點(diǎn),使數(shù)字示波器更好用。

  數(shù)字示波器首先在取樣率上提高,從最初取樣率等于兩倍帶寬,提高至五倍甚至十倍,相應(yīng)對(duì)正弦波取樣引入的失真也從100%降低至3%甚至1%。帶寬1GHz的取樣率就是5GHz/s,甚至10GHz/s。

  其次,提高數(shù)字示波器的更新率,達(dá)到模擬示波器相同水平,最高可達(dá)每秒40萬(wàn)個(gè)波形,使觀察偶發(fā)信號(hào)和捕捉毛刺脈沖的能力大為增強(qiáng)。

  再次,采用多處理器加快信號(hào)處理能力,從多重菜單的煩瑣測(cè)量參數(shù)調(diào)節(jié),改進(jìn)為簡(jiǎn)單的旋鈕調(diào)節(jié),甚至完全自動(dòng)測(cè)量,使用上與模擬示波器同樣方便。

  最后,數(shù)字示波器與模擬示波器一樣具有屏幕的余輝方式顯示,賦于波形的三維狀態(tài),即顯示出信號(hào)的幅值、時(shí)間以及幅值在時(shí)間上的分布。具有這種功能的數(shù)字示波器稱為數(shù)字熒光示波器或數(shù)字余輝示波器即數(shù)模兼合。

  數(shù)字示波器要有模擬功能

  模擬示波器用陰極射線管顯示波形,示波管的帶寬與模擬示波器的相同,亦即示波管內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)速度與信號(hào)頻率成正比,信號(hào)頻率越高電子速度越快,示波管屏幕的亮度與電子束的速度成反比,低頻波形的亮度高,高頻波形的亮度低。利用熒光屏幕的亮度或灰度容易獲得信號(hào)的第三維信息,如用屏幕垂直軸表示幅度,水平軸表示時(shí)間,則屏幕亮度可表示信號(hào)幅度隨時(shí)間分布的變化。這種與時(shí)間有關(guān)的熒光余輝(灰度定標(biāo))效應(yīng)對(duì)觀察混合波形和偶發(fā)波形十分有效,模擬存儲(chǔ)示波器就是這種專用示波器的代表產(chǎn)品,最高的性能達(dá)到800MHz帶寬,可記錄到1ns左右的快速瞬變偶發(fā)事件.


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