name,ruguoxinhaozaiyimiaozhongneizhiyoujici,huozhexinhaodezhouqiweishumiaozhizhenchang,shenzhiyuxinhaozhifashengyici,nayoujianghuizenmeyangne?zaizhezhongqingkuangxia,shiyongwomenshangmianjieshaoguodemonishiboqizejihunaizhiyuwanquanbunengguanchazhexiexinhao。
因此我們需要找到在熒光物質上保持信事情軌跡的方法。為達到這一目的而采用的一種老式方法是使用一種稱為存儲示波管的特殊CRT。這(zhe)種(zhong)示(shi)波(bo)管(guan)的(de)熒(ying)光(guang)物(wu)質(zhi)後(hou)麵(mian)裝(zhuang)有(you)柵(zha)網(wang),通(tong)過(guo)在(zai)柵(zha)網(wang)上(shang)充(chong)載(zai)電(dian)荷(he)的(de)方(fang)法(fa)存(cun)貯(zhu)電(dian)子(zi)束(shu)的(de)路(lu)徑(jing)。這(zhe)種(zhong)示(shi)波(bo)管(guan)價(jia)格(ge)很(hen)昂(ang)貴(gui)又(you)比(bi)較(jiao)脆(cui)弱(ruo),並(bing)且(qie)隻(zhi)能(neng)耐(nai)有(you)限(xian)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)保(bao)持(chi)軌(gui)跡(ji)。
數字存儲的方法克服了所有這些缺點,並且還帶來了很多附加的特色,下麵列出部分特點:
·可以顯示大量的預觸發信息。
·可通通過使用光標和不使用光標的方法進行全自動的測量。
·可以長期貯存波形。
·可以在打印機或繪圖儀上製作硬考貝以供編製文件之用。
·可以反新采集的波形和操作人員手工或示波器全自動采集的參考波形進行比較。
·可以按通過/不通過的原則進行判斷。
·波形信息可用數學進行處理。
何謂數字存儲
從字意上不難看出,所謂數字存儲就是在示波器中以數字編碼的形式來貯存信號。
當信號進入數字存儲示波器,或稱DSO以後,在信號到達CRT的偏轉電路之前(圖18),示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進行采樣。然後用一個模/數變換器(ADC)對這些瞬時值或采樣值進行變換從而生成代表每一個采樣電壓的二進製字。這個過程稱為數字化。

獲(huo)得(de)的(de)二(er)進(jin)製(zhi)數(shu)值(zhi)貯(zhu)存(cun)在(zai)存(cun)儲(chu)器(qi)中(zhong)。對(dui)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)采(cai)樣(yang)的(de)速(su)度(du)稱(cheng)為(wei)彩(cai)樣(yang)速(su)率(lv)。采(cai)樣(yang)速(su)率(lv)由(you)采(cai)樣(yang)時(shi)鍾(zhong)控(kong)製(zhi)。對(dui)於(yu)一(yi)般(ban)使(shi)用(yong)情(qing)況(kuang)來(lai)說(shuo),采(cai)樣(yang)速(su)率(lv)的(de)範(fan)圍(wei)從(cong)每(mei)秒(miao)20兆次(20MS/s)到200MS/s。
存儲器中貯存的數據用來在示波器的屏幕上重建信號波形。
所以,在DSO中的輸入信號接頭和示波器CRT之間的電路不隻是僅有模擬電路。輸入信號的波形在CRTshanghuodexianshizhiqianxianyaocunzhudaocunchuqizhongquwomenzaishiboqipingmushangkandaodeboxingzongshiyousuocaijidaoshujuzhongjiandeboxing,erbushishurulianjieduanshangsuojiaxinhaodelijide、連接的波形顯示。
采樣和數字化
數字存儲分兩步來實現。第一步,獲取輸入電壓的采樣值。這是通過采樣及保持電路來完成的,見圖19。

當開關S閉合時,輸入放大器A1,通過開關S對保持電容進行充放電,而當開關S斷開時保持電容上的電壓就不再變化,緩衝放大器A2將此采樣值送往模/數變換器(ADC),ADC則測量此采樣電壓值,並用數字的“字”的形式表示出來。
模/數字變換器圍繞一組比較器而構成,見圖20,每一個比較器都檢查輸入睬樣電壓是高於或低於其參考電壓。如果高於其參考電壓則該比較器的輸出為有效;反之則輸出為無效。

各ge個ge比bi較jiao器qi的de參can考kao電dian壓ya彼bi此ci略lve有you不bu同tong,這zhe此ci參can考kao電dian壓ya都dou是shi用yong一yi個ge電dian阻zu鏈lian從cong一yi個ge基ji準zhun電dian壓ya源yuan而er得de到dao的de。對dui於yu某mou一yi采cai樣yang電dian壓ya值zhi來lai說shuo,若ruo幹gan個ge比bi較jiao器qi輸shu出chu為wei有you效xiao,而er其qi餘yu的de比bi較jiao器qi輸shu出chu為wei無wu效xiao,接jie著zheADC中的編碼變換器就把該采樣電壓值變為一個“數字”,並將其送往數字存儲器。
這種類型的ADC稱為閃其速式(flash)模/數字變換器。因為它能在“一閃”間把一個模擬輸入電壓變換為一個“數字”。除此之外,還可以使用其它類型的模/數變換器,。其模/數變換是由幾步動作來完成的,但是其缺點是完成一個采樣壓的變換所需時間較長。
模/數變換器和垂直分辨率
ADC通過把采樣電壓和許多參考電壓進行比較來確定采樣電壓的幅度。構成ADC所用的比較器越多,其電阻鏈越長,ADC可以識別的電壓層次也趙多。這個特性稱為垂直分辨率,垂直分辨率越高,則示波器上的波形中可以看到的信號細節越小(見圖21)。

垂直分辨率用比特來表示,垂直分辨率就是構成輸出的字的總比特數(即數字輸出字的長度大小)。
這樣ADC可以識別並進行編碼的電壓層次數可以用下式來計算:
層次數=2比特數
多數示波器使用比特的模/數變換器,所以能夠按28=256gebutongdedianyacengcilaibiaoshixinhaodianping,zheyangjiunenggoutigongzugoudexijieyibianyanjiuxinhaohejinxingceliang,zaizhezhongchuizhifenbianlvxia,keyixianshidezuixiaofenbianlvhaobujinzhidayueheCRT屏幕上光點的直徑大小相同,代表采樣電壓值的一個ADC輸出字包含8個比特,並稱為一個字節。
在現實當中,增加垂直分辨率的限製因素之一是成本問題,在製造ADC時,輸出字每多增加一個比特,就需要將所用的比較器數增加一倍並使用更大的編碼變換器,這樣一來就使得ADC電路在電路板上占據大一倍的芯片空間,並消耗多一倍的功率(這又將進一步影響周圍電路)結果,增加垂直分辨率又帶了價格的提高。
時基和水平的分辨率
在zai數shu字zi存cun儲chu示shi波bo器qi中zhong,水shui平ping係xi統tong的de作zuo用yong是shi確que保bao對dui輸shu入ru信xin號hao采cai集ji足zu夠gou數shu量liang的de采cai樣yang值zhi,並bing且qie每mei個ge采cai樣yang值zhi取qu自zi正zheng確que的de時shi刻ke,和he模mo擬ni示shi波bo器qi一yi樣yang,水shui平ping偏pian轉zhuan的de速su度du取qu決jue於yu時shi基ji的de設she置zhi(s/格)。
gouchengyigeboxingdezuquanbudecaiyangjiaozuoyigejilu,yongyigejilukeyizhongjianyigehuoduogepingmodeboxing,yigeshiboqikeyizhucundecaiyangdianshuchengweijiluchangduhuocaijichangdu,jiluchangduyongzijiehuoqianzijielaibiaoshi,1千字節(1KB)等於1024個采樣點。
通常,示波器沿著水平軸顯示512采樣點,為了便於使用,這些采樣點以每格50個采樣點的水平分辨率來進行顯示,這就是說水平軸的長為512/50=10.24格。
據此,兩個采樣之間的時間間隔可按下式計算:
采樣間隔=時基設置(s/格)/采樣點數
若時基設置為1ms/格,且生格有50個采樣,則可以計算出采樣間隔為:采樣間隔=1ms/50=20us
采樣速率是采樣間隔的倒數:采樣速率=1/采樣間隔
tongchangshiboqikeyixianshidecaiyangdianshushigudingde,shijishezhidegaibianshitongguogaibiancaiyangsulvlaishixiande,yinciyitaitedingdeshiboqisuogeichudecaiyangsulvzhiyouzaimouyitedingdeshishishezhizhixiacaishiyouxiaode。zaijiaodideshijishezhizhixia,shiboqishiyongdecaiyangsulvyebijiaodi。
設有一台示波器,其最大采樣速率為100MS/s那麼示波器實際使用這一采樣的速率的時基設置值應為
時基設置值=50樣點×采樣間隔
=50/采樣速率
=50/(100×106)
=500ns/格
lejiezheyishijishezhizhishifeichangzhongyaode,yinweizhegezhishishiboqicaijifeizhongfuxingxinhaoshidezuikuaideshijishezhi,shiyongzhegeshijishezhishishiboqinenggeichuqikenengdezuihaodeshijianfenbianlv。
此時基設置值稱為“最大單次掃描時基設置值”,在這個設置值之下示波器使用“最大實進采樣速率”進行工作。這個采樣速率也就是在示波器的技術指標中所給出的采樣速率。
實用上升時間
在很多示波器應用場合,都要進行信叼開關我的測量,即測量上升時間和下降時間。
從cong第di一yi章zhang我wo們men已yi經jing知zhi道dao,示shi波bo器qi的de上shang升sheng時shi間jian決jue定ding了le該gai示shi波bo器qi能neng夠gou精jing密mi進jin行xing測ce量liang的de最zui快kuai瞬shun變bian我wo對dui於yu模mo擬ni示shi波bo器qi來lai說shuo,上shang升sheng時shi間jian特te性xing。對dui於yu模mo擬ni示shi波bo器qi來lai說shuo,上shang升sheng時shi間jian特te性xing完wan全quan取qu決jue於yu示shi波bo器qi的de模mo擬ni電dian路lu。
如果DSO,zeshiboqikeyicaijidaodezuikuaideshunbiantexingbujinqujueyuqimonidianlu,yequjueyuqishijianfenbianlv。weilezhengquedejinxingshangshengshijiandeceliang,bixuzaiwomenguanxindexinhaobianyuanshangcaijidaozugoudexijiexinxi,zhejiushishuo,zaishunbianqijianbixucaijihenduocaiyangdian。zhegeshangshengshijianchengweiDSO的有用上升時間。並且其時間值是時基設置值的函數。
我們將在本書的練習部分(第六章)更詳細的討論上升時間測量的問題。
最大捕捉頻率及香農(Shannon)采樣準則
當dang人ren們men最zui初chu探tan索suo將jiang信xin號hao進jin行xing數shu字zi化hua的de時shi候hou研yan究jiu工gong作zuo就jiu已yi揭jie示shi,為wei了le很hen好hao的de恢hui複fu原yuan來lai的de信xin號hao,在zai進jin行xing信xin號hao數shu字zi化hua的de時shi候hou就jiu要yao求qiu采cai樣yang時shi鍾zhong的de頻pin率lv至zhi少shao應ying為wei信xin號hao本ben身shen所suo包bao含han的de最zui高gao頻pin率lv的de兩liang倍bei,這zhe個ge要yao求qiu通tong常chang稱cheng為wei香xiang農nong采cai樣yang定ding理li。
然而,這項研究工作是針對通信應用領域而並非針對示波器為進行的,現在來看圖22。congtuzhongkanchu。dangshiyongliangbeiyuxinhaopinlvdecaiyangshizhongshi。xinhaopinlvqueshikeyihuifu。shiyongqiadangdeboxingzhongjianzhuangzhiwomenjiukekededaoheyuanshideboxingshifenxiangxiangdeboxing。danshiwentimudeshizheyangjiandanma?
現(xian)在(zai)我(wo)們(men)設(she)想(xiang)在(zai)進(jin)行(xing)波(bo)形(xing)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)時(shi)仍(reng)然(ran)使(shi)用(yong)相(xiang)同(tong)的(de)采(cai)樣(yang)時(shi)鍾(zhong),但(dan)是(shi)將(jiang)采(cai)樣(yang)點(dian)選(xuan)在(zai)和(he)原(yuan)來(lai)略(lve)為(wei)不(bu)同(tong)的(de)時(shi)刻(ke),不(bu)定(ding)在(zai)信(xin)號(hao)的(de)峰(feng)值(zhi)點(dian),這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai),信(xin)號(hao)的(de)幅(fu)度(du)信(xin)息(xi)就(jiu)會(hui)嚴(yan)重(zhong)失(shi)誤(wu),甚(shen)至(zhi)可(ke)能(neng)完(wan)全(quan)丟(diu)失(shi),事(shi)實(shi)上(shang)。如(ru)果(guo)采(cai)樣(yang)點(dian)準(zhun)確(que)地(di)取(qu)在(zai)信(xin)號(hao)地(di)過(guo)零(ling)零(ling)碎(sui)碎(sui)點(dian)(見圖22下圖)那麼由於所有的采樣取到的采值均為零零碎碎,我們將完全觀測不到信號。

分別示出采樣點位於信號峰值點和采樣點接近信號過零零碎碎點兩種情況
示波器是用來研究信號的,為了很好的研究主事情不僅要求正確的表示信號頻率並且還要求準確地表示信號波形的幅度。從圖23可以看出,如果每個周期用三個采樣點對信號進行采樣。則再現的波形也會發生很大的失真。

genjujingyantongchangrenweimeizhouqizuixiaoyaoleshigecaiyangdiancainenggeichuzugoudexinhaoxijie。zaiyouxieqingkuangxia,duixinhaopaxijieyaoqiudiyixie,zheshimeizhouqiquwugeyangdiankenengjiuzuyigeichuyouguanxinhaodetexing(見圖24)。這樣,對於一個最大樣率為200Ms/s的示波器來說,能夠準確采集的最大信號頻率即為20於40MHz。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,還hai可ke以yi使shi用yong特te殊shu的de顯xian示shi係xi統tong來lai提ti高gao顯xian示shi波bo開kai有you的de保bao真zhen度du。其qi方fang法fa是shi通tong過guo各ge個ge采cai樣yang點dian畫hua出chu最zui佳jia擬ni合he的de正zheng弦xian曲qu線xian。這zhe種zhong方fang法fa稱cheng為wei正zheng弦xian內nei插cha。

假象(Aliasing)現象
我們已經知道,為了重建一個波形,至少需要一定數量的采樣點,而且在任何情況下采樣時鍾的頻率都必須比信號頻率高五至十倍。
如果采樣時鍾頻率比信號頻率代,那麼我們將會得到不可預料的結果。
讓我來看一下圖25suoshideqingkuang。rutusuoshi,womencongxinhaoboxingdebutongzhouqilianxuhuodaocaiyangdian,raner。meiyigexindecaiyangdiandecaijidoufashengzaixiangduixinhaoguolingdiandeshijianjiangelveweichangyidiandeshike。ruguowomenxianzailaixianshizhexiecaiyangdianbingyongtalaizhongjianxinhaoboxing,zexianshichuderengranshiyigezhengxianbo。danshizhegezhengxianbodepinlvheyuanlaishuruxinhaodepinlvwanquanbutong。zhezhongxianxiangchengweijiaxiangxinhaohuozhebuzhengquepinlvdehuanyingxinhao。raner,taquekenengbiaoshichuzhengquedeboxingxingzhuang,erqiewangwanghaijuyouzhengquedebodufudu。

多duo數shu現xian代dai示shi波bo器qi都dou調tiao用yong有you所suo謂wei自zi動dong設she置zhi功gong能neng,一yi旦dan輸shu入ru信xin號hao連lian好hao以yi後hou,示shi波bo器qi就jiu能neng自zi動dong地di造zao反fan適shi當dang的de偏pian轉zhuan係xi數shu和he時shi基ji設she置zhi值zhi。這zhe種zhong自zi動dong設she置zhi功gong能neng也ye能neng幫bang助zhu避bi免mian假jia象xiang現xian象xiang。
在有些情況下,信號的頻率變化得非常快,以致於在某一時刻選定的時基設置是正確的,而在另一時刻(或者對於信號的另一部分而言)示波器又顯示出假象信事情,這時可以用峰值檢測功能(見2.2節)來發現任何時刻信號的真正幅值。
為了獲得這種複雜信號的起初波形,建議使用組合示波器的模擬方式來觀察信號,歸要結底,模擬方式是不可能發生假象現象的。
實理采樣和等效時間采樣
到dao現xian在zai為wei止zhi我wo們men所suo介jie紹shao的de波bo形xing數shu字zi化hua方fang法fa稱cheng為wei實shi時shi采cai樣yang。這zhe時shi所suo有you的de采cai樣yang點dian都dou是shi按an照zhao一yi個ge固gu定ding的de次ci序xu來lai采cai集ji的de。這zhe個ge波bo形xing采cai樣yang的de次ci序xu和he采cai樣yang點dian在zai示shi波bo器qi屏ping幕mu上shang出chu現xian的de次ci序xu是shi相xiang同tong的de。隻zhi要yao一yi個ge觸chu發fa事shi件jian就jiu可ke以yi啟qi動dong全quan部bu的de采cai集ji動dong作zuo。
在(zai)很(hen)多(duo)多(duo)應(ying)有(you)和(he)場(chang)合(he),實(shi)時(shi)采(cai)樣(yang)方(fang)式(shi)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)時(shi)間(jian)分(fen)辨(bian)率(lv)仍(reng)然(ran)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)工(gong)作(zuo)的(de)要(yao)求(qiu),在(zai)這(zhe)些(xie)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)中(zhong),要(yao)觀(guan)察(cha)的(de)信(xin)號(hao)常(chang)常(chang)是(shi)重(zhong)複(fu)性(xing)的(de),即(ji)相(xiang)同(tong)的(de)信(xin)號(hao)圖(tu)形(xing)按(an)有(you)規(gui)則(ze)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)重(zhong)複(fu)地(di)出(chu)現(xian)

對dui於yu這zhe些xie信xin號hao來lai說shuo,示shi波bo器qi可ke以yi從cong若ruo幹gan連lian續xu的de信xin號hao周zhou期qi中zhong采cai集ji到dao的de多duo組zu采cai樣yang點dian來lai構gou成cheng波bo形xing,第di一yi組zu新xin的de采cai樣yang點dian都dou是shi由you一yi個ge新xin的de觸chu發fa事shi件jian來lai啟qi動dong采cai集ji的de。這zhe稱cheng為wei等deng效xiao時shi間jian采cai樣yang,在zai這zhe種zhong模mo式shi下xia,一yi個ge觸chu發fa事shi伯bo到dao來lai以yi後hou,示shi波bo器qi就jiu采cai集ji信xin號hao波bo形xing的de一yi部bu分fen,例li如ru采cai集ji五wu個ge采cai樣yang點dian並bing將jiang它ta們men存cun入ru存cun儲chu器qi。另ling一yi個ge觸chu發fa事shi件jian則ze用yong來lai采cai集ji另ling外wai的de五wu個ge采cai樣yang點dian,並bing將jiang其qi存cun貯zhu在zai同tong一yi存cun儲chu器qi的de不bu同tong位wei置zhi,如ru此ci進jin行xing下xia去qu經jing過guo若ruo幹gan次ci觸chu發fa事shi伯bo以yi後hou,存cun儲chu器qi內nei存cun貯zhu的de足zu夠gou的de采cai樣yang點dian,就jiu可ke以yi在zai屏ping幕mu上shang重zhong建jian一yi個ge完wan整zheng的de波bo形xing,等deng效xiao時shi間jian采cai樣yang使shi得de示shi波bo器qi在zai高gao時shi基ji設she置zhi值zhi之zhi下xia給gei出chu很hen高gao的de時shi間jian分fen離li率lv,這zhe樣yang一yi來lai,就jiu好hao象xiang示shi波bo器qi具ju有you了le比bi共gong實shi際ji要yao樣yang速su率lv要yao高gao得de多duo的de一yi個ge虛xu擬ni采cai樣yang速su率lv或huo稱cheng等deng效xiao時shi間jian采cai樣yang速su率lv。
等效時間采樣速率
等效時間采樣的方法采用從重複性信號的不同的周期取得采樣點來重建這個重複性信號的波形,這樣就提高了示波器的時間分辨率。
舉例來說,有一台DSO的時基設置值為5ns/格,每格顯示50個采樣點,則可以求出等效時間采樣速率為:等效時間采樣速率=50/5ns=50/5*10^-9=10000MS/s
等效時間采樣速率是在高進基設置之下表示示波器不平分辨率的一種間接的方法.它也表明假如使用實時采樣的方法要獲得相同的時間分辯集約所需要的采樣速率,等效時間采樣速率比現今能夠達到的實時采樣速率要高得多。
可以采用兩種不同的技術來實現等效時間采樣,即順序采樣和隨機采樣.
順序采樣
采用順序采樣時,采樣點的采集是按一個固定的次序進行的,即在屏幕以上左向右的進行采集.每到來一個新的觸發事件就采集一個采樣點。為了填滿一個完整的波形記錄,記錄中有多少個存儲位置就需要朋多少個觸發事件,(見圖27)。

當第一個觸發事件到來以後就立即采集第一個采樣點,並將其存入存儲器.第二個觸發事件則用來超動一個定時係統。此定時係統將產生一個很小的時間延遲Δt,經過這個Δt的延遲時間以後,再采集第二個采樣點,在掃跡存儲器中的時間分辨率就等於這個小的延遲時間Δt,其值可能小於50微微秒。第三個觸發事件到來後,該定時係統則產生2Δt的延遲時間。此延遲時間過後再采集第三個采樣,並這樣進行下去。
這就是說第n個新的采樣點的采集是在相對於類似的觸發事件延遲了(n-1)Δt的時間以後進行的。
其(qi)結(jie)果(guo)是(shi)示(shi)波(bo)器(qi)上(shang)顯(xian)示(shi)的(de)波(bo)形(xing)是(shi)由(you)按(an)固(gu)定(ding)次(ci)序(xu)出(chu)現(xian)的(de)采(cai)樣(yang)點(dian)而(er)構(gou)成(cheng)的(de)。即(ji)第(di)一(yi)個(ge)采(cai)樣(yang)點(dian)在(zai)屏(ping)幕(mu)的(de)最(zui)左(zuo)邊(bian),接(jie)著(zhe)各(ge)采(cai)樣(yang)點(dian)集(ji)資(zi)向(xiang)右(you)構(gou)成(cheng)顯(xian)示(shi)波(bo)形(xing)。
在zai順shun序xu采cai樣yang模mo式shi下xia,采cai集ji波bo形xing的de周zhou期qi數shu,即ji觸chu發fa事shi件jian數shu等deng於yu存cun儲chu器qi器qi的de記ji錄lu長chang度du。順shun序xu采cai樣yang可ke以yi實shi現xian後hou觸chu發fa延yan遲chi功gong能neng,但dan是shi不bu能neng提ti供gong預yu觸chu發fa信xin息xi。在zai快kuai速su時shi基ji設she置zhi之zhi下xia,填tian滿man一yi個ge存cun儲chu器qi記ji錄lu所suo需xu的de時shi間jian是shi很hen有you限xian的de。其qi速su度du比bi隨sui機ji采cai產chan要yao快kuai得de多duo。
隨機采樣
在(zai)使(shi)用(yong)隨(sui)機(ji)采(cai)樣(yang)的(de)示(shi)波(bo)器(qi)中(zhong),第(di)一(yi)組(zu)采(cai)樣(yang)點(dian)是(shi)在(zai)隨(sui)機(ji)的(de)時(shi)刻(ke)采(cai)集(ji)的(de),而(er)與(yu)觸(chu)發(fa)事(shi)件(jian)無(wu)關(guan),這(zhe)些(xie)采(cai)樣(yang)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)隔(ge)為(wei)一(yi)已(yi)知(zhi)的(de)時(shi)間(jian),由(you)采(cai)樣(yang)時(shi)鍾(zhong)來(lai)確(que)定(ding),當(dang)示(shi)波(bo)器(qi)在(zai)在(zai)等(deng)待(dai)觸(chu)發(fa)事(shi)件(jian)到(dao)來(lai)時(shi),其(qi)內(nei)部(bu)就(jiu)在(zai)連(lian)續(xu)的(de)進(jin)行(xing)采(cai)樣(yang)並(bing)將(jiang)結(jie)果(guo)貯(zhu)存(cun)起(qi)來(lai)。當(dang)一(yi)個(ge)觸(chu)發(fa)事(shi)件(jian)到(dao)來(lai)時(shi)示(shi)波(bo)器(qi)內(nei)的(de)一(yi)個(ge)定(ding)時(shi)係(xi)統(tong)就(jiu)從(cong)這(zhe)一(yi)時(shi)刻(ke)開(kai)始(shi)直(zhi)到(dao)下(xia)一(yi)個(ge)采(cai)點(dian)時(shi)刻(ke)進(jin)行(xing)時(shi)間(jian)測(ce)量(liang)。由(you)於(yu)采(cai)樣(yang)間(jian)隔(ge)是(shi)固(gu)定(ding)的(de),因(yin)此(ci)示(shi)波(bo)器(qi)就(jiu)能(neng)夠(gou)從(cong)此(ci)測(ce)量(liang)的(de)時(shi)間(jian)計(ji)算(suan)出(chu)所(suo)有(you)采(cai)集(ji)的(de)采(cai)樣(yang)點(dian)在(zai)存(cun)儲(chu)器(qi)中(zhong)的(de)位(wei)置(zhi)(見圖28)。dangdiyicicaijidesuoyoucaiyangdiancunzhuwanbiyihou,jiukaishicaijiyizuxindecaiyangdianbingdengdaixindechufashijian,xinchufashijiandaolaiyihou,jishixitongshuangjinxingxindeshijianceliangbingjisuanchuzhexiexindecaichandianweizhi。zhexiexindecaiyangdianluozaiyicicaijidecaichandiantianchongweizhizhijiandeweitianchongweizhi,yongzhezhongfangfa,boxingsaojijiuyouzaiX軸上的隨機位置上出現的一組組采樣點所構成。

zaizuikuaideshijishezhizhixia,shiyongsuijicaiyangdefangfatianmanyigewanzhengdeboxingjilusuohuadeshijianyaobishunxucaiyangdefangfaduohenduo,yinweizheshishiyongtongjidefangfalaitianchongsuoyoudecunchuqiweizhi。suijicaiyangjishudezaiyoudianzaiyukeyitigongyuchufaxinxiyijichufahouxinxi。
電荷耦合器件
有些波器采用電荷耦合器件,或稱CCD即ji一yi種zhong模mo擬ni移yi位wei寄ji存cun器qi,來lai作zuo模mo擬ni存cun儲chu介jie質zhi。電dian荷he耦ou合he器qi件jian可ke以yi看kan成cheng是shi一yi個ge由you很hen多duo小xiao單dan元yuan組zu成cheng的de陣zhen列lie,每mei個ge單dan元yuan都dou可ke以yi貯zhu存cun一yi宣xuan的de電dian荷he,此ci電dian荷he就jiu代dai表biao隊dui號hao的de采cai樣yang值zhi,在zai時shi鍾zhong信xin號hao的de命ming令ling控kong製zhi下xia,這zhe些xie單dan元yuan可ke以yi按an一yi個ge固gu定ding方fang向xiang一yi個ge接jie一yi個ge的de傳chuan遞di電dian荷he,就jiu象xiang救jiu火huo隊dui員yuan傳chuan遞di水shui桶tong一yi樣yang。
在高速時鍾控製下,CCD可以用來移位存入模擬信息,當所有的單元都填滿時,快速時鍾停止,然後用一個較慢的時鍾將CCD中的電荷信息移位取出送入一個標準的模/數變換器。這樣模/數變抽象器就可以以低得多的速度工作。而波形采集的速度僅僅取決於CCD輸入時鍾的速度。
如果讓采樣時鍾連續運行,而當觸發事件到來時讓時鍾停止,那麼所有CCD的單元中存貯都是觸發時刻這前采集的信息,也就是說,整個CCD中填充的都是預觸發信息。這對於研究係統過程的起因是非常寶貴的。
單次捕捉應用
模擬示波器和DSO的主要區別在於DSO能夠存貯波形信息。這使得DSO在zai研yan究jiu低di重zhong複fu速su率lv的de現xian象xiang或huo者zhe研yan究jiu完wan全quan不bu重zhong複fu的de現xian象xiang即ji所suo謂wei單dan衝chong信xin號hao的de工gong作zuo中zhong具ju有you特te別bie寶bao貴gui的de價jia值zhi。這zhe種zhong應ying用yong情qing況kuang的de例li子zi包bao括kuo諸zhu如ru測ce量liang一yi個ge電dian係xi統tong的de衝chong擊ji電dian流liu、破(po)壞(huai)性(xing)試(shi)驗(yan)中(zhong)隻(zhi)能(neng)進(jin)行(xing)一(yi)次(ci)測(ce)量(liang),事(shi)實(shi)上(shang),非(fei)重(zhong)複(fu)性(xing)信(xin)號(hao)或(huo)單(dan)位(wei)信(xin)號(hao)在(zai)很(hen)多(duo)係(xi)統(tong)中(zhong)都(dou)可(ke)以(yi)見(jian)到(dao)。雖(sui)然(ran)很(hen)多(duo)模(mo)擬(ni)示(shi)波(bo)器(qi)也(ye)常(chang)常(chang)有(you)單(dan)次(ci)測(ce)量(liang)能(neng)力(li),即(ji)可(ke)以(yi)產(chan)生(sheng)單(dan)次(ci)的(de)進(jin)基(ji)掃(sao)描(miao)。但(dan)是(shi)DSO在采集波形細節方麵則是首屈一指的。在進行單次采集時,示波器首先誚進行觸發準備(armedfor trigering)。通常用一個標有“單次”或者“單次複位”的傳門控製機構來提供此項功能。
顯示類型,光柵掃描與向量掃描
在本書第一章的開頭,我們談到CRT是示波器的心髒。還談到在CRT中電子束的偏聽偏信轉是通過在兩個偏轉板之間施加電壓來實現的。這種偏轉方法稱為靜電偏轉。這時偏聽偏信轉係統可以從DC開始直到很寬的頻率範圍內使用。在模擬示波器中就采用了這種方法,在模擬示波器中輸入信號經過衰減或放大以後,連續地、直接地加到偏轉係統。因此,模擬示波器常常被認為是最可信賴的的信號儀器;我們在CRT屏幕上所看到的波形就是被套測係統中實際發生的情況。
zheshi,dianzishudepianzhuanshiyoushuruxinhaoheshijilaijuedingde。zheliangzheyiqibadianzishupianzhuandaopingmushangxuyaojialiangdeweizhi。zhezhongleixingdexianshichengweixiangliangsaomiaoxianshi。
在DSO中,在顯示信號波形之前首先要采集波形並存入存儲器。在基本些DSO中使用了另一種類型的CRT,即和PC監視器及電視機所使用的相類侯CRT。在這些CRT中電子束得由安裝在CRT外麵的線圈產生的磁場來偏轉的。這種偏轉方法稱為磁偏轉,它隻能在一個很有限的偏轉頻率範圍內使用,所以為種顯示管采用和TV屏幕完全相同的方法來驅動:即在屏幕上以固定的頻率從左到右一行緊挨一行的車出掃描線。掃守完整的一屏(一個全場)可能需要500行或者更多的行。DSO計算出屏幕上的哪些點需要加亮,當掃描係統掃到屏幕上的這種點時,就使電子束加亮。這種顯示方式隻能用於DSO,erbunengyongzaimonishiboqizhong。zheshiwomenzaipingmushangkandaodebingbushishuruxinhaobenshendeboxing,ershishiyongzaoxieshikecaijidebiaoshishuruxinhaodeshujuzaipingmushangzhongjiandeboxing。
近年來使用液晶顯示(LCD)的DSO已經問世,這種顯示器需要的功率比CRT要小,困此用在便攜式示波器上極為理想。下麵在Fluke公司的示波表(ScopeMeter)中我們會看到很好的應用實例。由於LCD顯示器功耗很低,所以一組小型的電池就可以供儀器工作幾個小時。
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