数字示波器基础讲述.ppt

Presented By:NameBusiness UnitTitle 安捷倫示波器家族 课程概要 模拟带宽 采样 存储深度 屏幕显示质量 通道数 触发模式 易用性 系统带宽由最弱的环节决定 模拟带宽 产生的原因 : 衰減器／放大器 探头前端配件道致 模拟带宽 知道信号的最快上升沿时间, tr 计算信号的带宽, BWsignal BWsignal = 0.4 / tr (20% 到 80% 门限 ) BWsignal = 0.5 / tr (10% 到 90% 门限 ) 计算示波器的带宽, BWscope BWscope = 2 * BWsignal (适用于高斯型频响的示波器) BWscope = 1.4 * BWsignal (适用于平坦型频响的示波器) 采样 等效时间采样(重复信号) 实时采样(单次信号) 顺序采样(重复信号) 采样 仅可使用于重复信号 采样点來自之前持续的触发 经多次触发事件建立波形 采样率不是影响分辨率的主因 最好的分辨率決定于触发硬件 采样 采样 最快上升沿时间, tr = 2.5ns (10% 到 90% 门限 ) BWsignal = 0.5 / tr = 0.5 / 2.5ns = 200MHz BWscope = 2 * BWsignal = 2 * 200MHz = 400MHz 安捷伦科技提供了 500MHz 示波器 在等效时间采样中，采样率並非主要指标 采样 可用于重复信号或是单次信号 所有采样点皆来自一个单次触发 得自前次触发的所有采样点均被消除 采样率將限制示波器总的带宽 (带宽取决于采样率) 最好的分辨率直接关联到采样率 采样 SRscope = 4 * Bwscope 適用於高斯型频响的示波器 SRscope = 2.5 * BWscope 適用於平坦型频响的示波器 最快上升沿时间, tr = 2.5ns (10% 到 90% 门限) BWsignal = 0.5 / tr = 0.5 / 2.5ns = 200MHz BWscope = 2 * BWsignal = 2 * 200MHz = 400MHz 安捷伦科技提供了 500MHz 示波器 SRscope = 4 * BWscope = 1.6GSa/s 安捷伦科技提供的500MHz示波器正具备2GSa/s采样率 采样 采样 采样 仅可使用于重复信号 一次触发仅采样一点 经多次触发事件建立波形 用於帶宽大于10GHz的高速应用 沒有预触发 存储 每一采样点必须存入內存 深存储可存取较多的采样点 如果维持在特定的采样率下，较长时间的采集意即有较多的采样点要存储 存储 维持高采样率的同時采集较长的时间 较高的采样率 = 较精确地复现信号 采样点间有较佳的分辨率 较高的机会捕获毛刺或异常现象 存储 捕获较长的周期信号 仍然能夠在启动放大功能时观测到所有细节 在下列情况下深存储特别重要: 模拟与数字混合电路的应用 串行通信应用 存储 存储 决定采样点所需的分辨率, Tr 1 / Tr 示波器采样率(实时模式) 决定所需捕获周期时间, Tp 计算所需存储深度 存储深度 = Tp / Tr 存储 采样点间需要分辨率, Tr = 500ps 需要捕获周期时间, Tp = 2ms 存储深度 = Tp / Tr = 2ms / 500ps = 4Mpts 存储 存储 存储 降低波形更新率 用户操作控制仪器时反应速度降低 捕获间的死区时间加长 降低捕获毛刺与异常期信号的能力 存储 在采集与显示的捕获系统中间加入处理硬件 安捷伦科技特有的 MegaZoom 芯片 MegaZoom 是存储管理工具 乒乓捕获存储 资料在硬件中做预处理 不须特殊模式 — 一直维持开启状态而且始终维持高速 MegaZoom 波形重建 为何要做内插处理? 内插处理 线性对比正弦内插 显示质量 模拟示波器显示 呈现的波形更可信 对异常之处以鲜明的亮点显現 有限的亮度等级 传统数字示波器显示 明显的颗粒 提供极少的甚至没有亮度等级 显示品质 256 级的亮度 被反复集中的像素点将比其他点显得明亮 给出信号的第三维空间信息 快速的波形更新 利用 MegaZoom专用 ASIC 芯片技术 保持捕获间隙的死区时间最小 水平分辨率提高一倍 显示品质 通道数 简单的调试也许仅需 2 通道 稍复杂的调试也许需要4通道或更多通道 70% 的硬件设计者都有含有模拟和数字混合信号 真实世界中的模拟输入和输出信号 复杂的数字信号处理 相互紧密联系: ADCs, DACs, MCUs, DSPs, etc. 通道数 通道数 安捷伦的混合信号示波器(MSO) 2 或 4 模拟通道 16 数字通道 所有通道同一时基 横跨所有通道的触