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模擬存儲示波器與數(shù)字示波器在功能上的比較-云帆興燁

發(fā)表日期:2019/08/06 瀏覽次數(shù):

數(shù)字示波器獨領(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),美國的TEK公司和HP公司都對數(shù)字示波器的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。它們后來甚至停產(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,盡量吸收模擬示波器的優(yōu)點,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,甚至10GHz.其次,提高數(shù)字示波器的更新率,達(dá)到模擬示波器相同的水平,最高可達(dá)每秒40萬個波形,對觀察偶發(fā)信號和捕捉毛刺脈沖就方便多了。再次,采用多處理器加快信號處理能力,從多重菜單的煩瑣測量參數(shù)調(diào)節(jié),改進(jìn)為簡單的旋鈕調(diào)節(jié),甚至完全自動測量,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),即顯示出信號的幅值、時間以及幅值在時間上的分布。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。


  數(shù)字示波器要有模擬功能模擬示波器用陰極射線示波管顯示波形,示波管的帶寬與模擬示波器的相同,亦即示波管內(nèi)的電子運(yùn)動速度與信號頻率成正比,信號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,低頻波形的高度高,高頻波形的高度低。利用熒光屏的亮度或灰度容易獲得信號的第三維信息,如用屏幕垂直軸表示幅度,水平軸表示時間,則屏幕亮度可表示信號幅度隨時間分布的變化。這種與時間有關(guān)的熒光余輝(灰度定標(biāo))效應(yīng)對觀察混合波形和偶發(fā)波形十分有效。模擬存儲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。數(shù)字示波器缺少余輝顯示功能,因為它是數(shù)字處理,只有兩個狀態(tài),非高即低,原則上波形也是""""兩個顯示。為達(dá)到模擬存儲示波器那樣的多層次亮度變化,必需采用專用圖像處理芯片,例如TEK公司采用DPX型處理器芯片,具有數(shù)據(jù)采集、圖像處理和存儲等多項功能,DPX芯片由130萬個晶體管組成,采用0.65umCMOS工藝,并行流水結(jié)構(gòu),取樣率2GS/s.它既是數(shù)據(jù)采集芯片,同時也是光柵掃描器,模擬示波管屏幕熒光體的發(fā)光特性,用16級亮度分級,將波形存儲在500*200像素的LCD單色或彩色顯示屏上,每0.33秒更新一次。由于模擬存儲示波器只能依靠照相底片記錄波形,對數(shù)據(jù)保存并不十分方便。例如用紅色表示出現(xiàn)機(jī)率最高的波形,蘭色表示出現(xiàn)機(jī)率最低的波形,達(dá)到一目了然。由于數(shù)字示波器已經(jīng)達(dá)到1GHz帶寬的水平,配合熒光顯示特性,總的性能優(yōu)于模擬存儲示波器。


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