电子测量技术教学课件ppt作者夏哲雷第6章课件.ppt

在选择示波器时，最为重要的是确定模拟带宽测量要求。让我们从一个简单例子开始说明带宽的重要性。50MHz 方波信号会是什么样子呢？这取决于您用多大带宽示波器显示这一信号。500MHz示波器能非常精确地数字化50MHz方波。 350MHz 示波器稍微减慢了信号上升时间，并产生少量过冲。 100MHz 示波器使方波明显变园，甚至减慢了沿速度。 最后的60MHz示波器使我们的50MHz方波看起来更像正弦波。较低带宽示波器之所以得到这样的显示效果，是因为示波器模拟带宽有限的前端硬件过滤掉方波中大量的较高频率成分。50MHz方波的频率成分远高于50MHz，在选择示波器带宽时必须考虑这一点。后面我们会看到如何计算适合的带宽。 在评估要求的示波器带宽时，另一考虑因素是探头。示波器系统带宽不仅与示波器，也与使用的探头和探测附件相关。 500-MHz 示波器 (1 GSa/s vs. 2 GSa/s vs. 4 GSa/s) 第一个例子是用500MHz带宽示波器以 1GSa/s 捕获100MHz时钟，这一采样率刚刚超过示波器带宽的2倍。由于在该信号的快速沿跳变沿上嵌有更高的频率成分，示波器显示的是非常不稳定的波形。这实际是违反奈奎斯特判据造成的波形“走样”。 在下一个例子中，我们用另一台500MHz带宽示波器捕获同一信号，但此时的采样率为2GSa/s，这是示波器带宽的4倍。这也是该带宽示波器推荐的最小采样率。现在我们看到捕获波形的稳定性有明显改善。如果把采样率再次加倍到 4GSa/s，会发生什么现象呢？直觉上您可能相信稳定性和精度会进一步改善。 但我们看到 4GSa/s 采样得到的结果与 2GSa/s 采样几乎完全相同。由于已经满足采样率最小为带宽 4 倍的要求，更高采样率提供的改进极为有限。. 示波器应用扩展 利用数字示波器的运算功能 * 数字荧光示波器 过去,设计人员和工程师只能选择两种示波器： 模拟实时示波器和数字存储示波器(DSO)。 模拟示波器捕获速率快,提供了辉度等级显示,为波形提供了实时统计维度。变化的亮度清楚地显示信号不同部分的发生频率。 DSO提供了自动测量、完善的触发、波形存储和硬拷贝功能,这些功能都是模拟仪器所不具备的。但是, DSO 依赖信号处理结构,在信号采集过程的每一步中都要求微处理器干预。 DSO捕获速率太慢,不能准确地绘制复杂的信号,它们缺少调试必需的辉度等级信息。 * 数字荧光示波器 DSO 使用串行处理的体协结构来捕获显示和分析信号,在DSO中,采集路径完全是串行路径,这要求微处理器参与信号采集过程。 数字荧光示波器(DPO)采纳的是并行处理结构 * 数字荧光示波器 从数据存储到完善的触发功能,DPO提供了DSO的所有传统优势。此外,它们使用三个维度捕获和显示波形信息,即幅度、时间、幅度在时间上的分布,这在很大程度上与模拟示波器类似。 DPO 以数字方式仿真化学荧光工艺,在模拟示波器的 CRT 中创建辉度等级。 DPO 的长处在于其并行处理结构。DPO把数字化波形数据光栅化成称为数字荧光的数据库。大约每隔 1/30 秒,数字荧光中存储的信号图像快照就会直到发送到显示系统。同时,与集成式采集/显示系统平行的微处理器会执行波形数学运算、测量和前面板控制。 * 混合信号示波器 混合信号示波器(MSO)是一种混合测试仪器,它兼有数字存储示波器(DSO)的全部测量功能和逻辑分析仪的部分测量功能,以及部分串行协议分析功能。 利用MSO,可以在同一个屏幕上观察多路时间队列模拟、并行数字以及串行解码波形 * 混合信号示波器 与完整的逻辑分析仪相比,MSO通常缺乏足够的数字采集通道;与串行协议分析仪相比,MSO 又缺少较高的分析提取能力。 * MSO 相对较为简单,因此很容易使用,避免了逻辑分析仪和协议分析仪的复杂操作 示波器的使用注意事项 示波器的选用 根据要显示的信号数量,选择单踪或双踪示波器。 根据被测信号的频率特点选择。 根据被测信号的重现方式选择。 根据被测信号是否含有交直流成分选择。 根据被测信号的测试重点选择。 * * 通用示波器的基本测量方法 利用示波器可以进行电压、频率、相位差以及其它物理量的测量。 提问： 观测一个10MHz正弦波,为使失真小应选什么示波器? 测量电视机的视频信号要选什么示波器？ 测量电视机的中频信号要选什么示波器？ 测量电视机的高频信号要选什么示波器？ 30MHz 20MHz 120MHz 3000MHz * 通用示波器的选用原则 选用示波器的主要依据是各项技术性能指标,但最主要的是带宽。 示波器Y通道 B3=100MHz tr=0.35/B3 =3.5ns tR=0 tR=10ns tR’=3.5ns tR’ =? 屏幕上看到的上