《脉冲参数计量》第二章示波器的基本原理精品课件.ppt

测时误差还取决于被测信号的类型及内插的种类。 测量脉冲信号的时间间隔、宽度等，最好选用线性内插显示方式，这种内插工作方式引起的测量误差可以很小。 如在输入信号的上升时间上取样三个点，采用线性内插工作方式测量，其测量误差优于当时取样间隔时间的?5%，这样当屏幕上显示波形有500个数据点时，测时最大允许误差为满度值的?0.01%。 测量正弦波周期或相位，应选用正弦内插工作方式。在每周输入信号上取样2.5次，就可以精确的显示出不失真的正弦信号。 采用正弦内插工作方式减小了测时误差，最佳情况测时误差优于点取样间隔时间的?0.5%，对于具有500个数据点的显示，误差为满刻度值的?0.001%。 4. 时间测量误差 频带宽度用来描述一个数字存贮示波器显示正弦波的能力。 在点显示方式下，显示一个正弦波信号至少应有25个取样点，用下式给出采用点显示方式下的有效存贮带宽：  内插的作用是在原始取样点之间增加数据字，采用线性内插时，在所有数据之间按矢量连接。但仍存在包络误差，对于线性内插器，有效存贮带宽用下式表示：  5. 数字示波器的频带宽度 为了进一步改善观测正弦波的能力，采用正弦内插显示方式。有效带宽表示公式如下： 高取样率数字示波器规定的带宽，与取样率无关，它只是受到数字示波器输入端电路及滤波器的限制，不考虑取样率对带宽的的影响。 如TDS684B数字示波器，取样率5GHz，带宽1GHz，这时取样率已高于1GHz带宽时的正弦内插2.5个取样点的要求。 5. 数字示波器的频带宽度 前面讲过，模拟示波器的上升时间与带宽的关系为： 对于数字示波器，如果用线性内插来测量脉冲的上升时间，可能显示的上升时间从0.8到1.6取样间隔之间变化，这取决于取样点落在所测量脉冲上升时间的哪个部位。 6. 数字示波器上升时间 数字示波器的有效上升时间与取样间隔的关系图 (a)0.8倍取样间隔 ； b) 1.6倍取样间隔 100% 90% 10% 0 100% 90% 10% 0 a） b) 6. 数字示波器上升时间 可以看出，最大测量误差是由取样点的所处位置决定的，数字示波器的有效上升时间tru定义为：tru=最小取样间隔?1.6例如：线性内插方式，100MHz最高取样率，最小取样间隔为10ns。用1.6乘以最小取样间隔10ns，有效上升时间为16ns。在正弦内插工作方式测量脉冲上升时间时，得到的测量结果可能会更快一些，但在输入阶跃上只有几个取样点时会引起预冲和过冲。 6. 数字示波器上升时间 数字示波器的有效上升时间与模拟示波器的上升时间不同。不能用有效上升时间和测量出的上升时间反推被测信号的上升时间。有效上升时间是测量时的最坏情况，实际测量时，根据取样点的位置不同，测量结果的误差也不同。 与有效上升时间对应的有效带宽参数，数字示波器与模拟示波器也是不同的，模拟示波器的带宽与上升时间和示波器的扫速改变没有关系。数字示波器带宽与上升时间随扫速开关设置不同而变化。 有效上升时间和有效带宽给出了一个数字示波器可捕捉最快信号的指标。 有些数字示波器，取样率很高，其上升时间主要受示波器的前置放大器与滤波器限制，这与模拟示波器的上升时间相似。  6. 数字示波器上升时间 一般认为数字示波器存贮长度只关系到数据信号的记录长度，如果存贮长度大，能记录较长时间的信号波形，反之则记录信号波形的时间较短。 实际上，数字示波器存贮长度与其某些工作特性有很重要的关系，它决定了数字示波器的单次信号取样频带宽度，水平放大倍数等等。所以存贮长度在数字示波器中是一个很重要的特性指标，选取合适的存贮长度，可以保证数字示波器工作在一个最佳状态，因此有必要对其有关问题进行了解。 6. 数字示波器存贮长度 a).存贮长度与取样率的关系 记录时间、取样速率及存贮长度有如下关系。记录时间=存贮长度/取样率 记录时间=扫描速率（t/div）?10 （水平显示有10个格） 由上式得到： 扫描速率?10=存贮长度/取样率 由上式得到： 取样率=存贮长度/（扫描速率?10） 可以看出当存贮长度不变时，扫描速度变慢时，取样率会相应减低。 例如：一数字示波器存贮长度为1k，当扫描速率为50?s/div时 取样率=1000/（50?s ?10）=2Msa/s如果存贮长度增加至50k，扫描时间保持不变，则： 取样率=50000/（50?s ?10）=100Msa/s 可见，如二台数字示波器有相同的最高取样率，在同一扫速下工作，存贮长度大的示波器有更高的取样率。 a).存贮长度与取样率的关系 数字示波器是在内部的前置放大器电路后，通过取样电路、模数变换器把被测信号变成一组离散的数据点，存入存贮器进行后续的数字处理与显示。 进行模数