示波器的分类简介

2015-04-23 09:38:42   来源:elecfans   

关键字: 模拟示波器  数字示波器  示波器

  电子设备可以划分为两类:模拟设备和数字设备。模拟设备的电压变化连续,而数字设备处理的是代表电压采样的离散二元码。传统的电唱机是模拟设备,而CD 播放器是属于数字设备。

  同样,示波器也能分为模拟和数字类型。模拟和数字示波器都能够胜任大多数的应用。但是,对于一些特定应用,由于两者具备的不同特性,每种类型都有适合和不适合的地方。作进一步划分,数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO)、数字荧光示波器(DPO)和采样示波器。

  模拟示波器

  在本质上,模拟示波器工作方式是直接测量信号电压,并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。示波器屏幕通常是阴极射线管(CRT)。电子束投到荧幕的某处,屏幕后面总会有明亮的荧光物质。当电子束水平扫过显示器时,信号的电压是电子束发生上下偏转,跟踪波形直接反映到屏幕上。在屏幕同一位置电子束投射的频度越大,显示得也越亮。

  CRT 限制着模拟示波器显示的频率范围。在频率非常低的地方,信号呈现出明亮而缓慢移动的点,而很难分辨出波形。在高频处,起局限作用的是CRT的写速度。当信号频率超过CRT的写速度时,显示出来的过于暗淡,难于观察。模拟示波器的极限频率约为1GHz。

  当把示波器探头和电路连接到一起后,电压信号通过探头到达示波器的垂直系统。图13 图解出模拟示波器是如何显示被测信号。设置垂直标度(对伏特/ 格进行控制)后,衰减器能够减小信号的电压,而放大器可以增加信号电压。

  随后,信号直接到达CRT的垂直偏转板。电压作用于这些垂直偏转板,引起亮点在屏幕中移动。亮点是由打在CRT内部荧光物质上的电子束产生的。正电压引起点向上运动,而负电压引起点向下运动。

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  信号也经过触发系统,启动或触发水平扫描。水平扫描是水平系统亮点在屏幕中移动的行为。触发水平系统后,亮点以水平时基为基准,依照特定的时间间隔从左到右移动。许多快速移动的亮点融合到一起,形成实心的线条。如果速度足够高,亮点每秒钟扫过屏幕的次数高到500000 次。

  水平扫描和垂直偏转共同作用,形成显示在屏幕上的信号图象。触发器能够稳定实现重复的信号,它确保扫描总是从重复信号的同一点开始,目的就是使呈现的图象清晰。参照图14。

  另外,模拟示波器有对聚焦和亮度的控制,可调节出锐利和清晰的显示结果。为显示“实时”条件下或突发条件下快速变化的信号,人们经常推荐使用模拟示波器。模拟示波器的显示部分基于化学荧光物质,它具有亮度级这一特性。在信号出现越多的地方,轨迹就越亮。通过亮度级,仅观察轨迹的亮度就能区别信号的细节。

  数字示波器

  与模拟示波器不同,数字示波器通过模数转换器(ADC)把被测电压转换为数字信息。它捕获的是波形的一系列样值,并对样值进行存储,存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止。随后,数字示波器重构波形。(参看图15。)

  数字示波器分为数字存储示波器(DSO)、数字荧光示波器(DPO)和采样示波器。

  数字的手段则意味着,在示波器的显示范围内,可以稳定、明亮和清晰地显示任何频率的波形。对重复的信号而言,数字示波器的带宽是指示波器的前端部件的模拟带宽,一般称之为3dB 点。对于单脉冲和瞬态事件,例如脉冲和阶跃波,带宽局限于示波器采样率之内。为了解更多的细节,请参照性能术语和应用部分的采样率一节。

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  数字存储示波器

  常规的数字示波器是数字存储示波器(DSO)。它的显示部分更多基于光栅屏幕而不是基于荧光。

  数字存储示波器(DSO)便于您捕获和显示那些可能只发生一次的事件,通常称为瞬态现象。以数字形式表示波形信息,实际存储的是二进制序列。这样,利用示波器本身或外部计算机,方便进行分析、存档、打印和其他的处理。波形没有必要是连续的;即使信号已经消失,仍能够显示出来。与模拟示波器不同的是,数字存储示波器能够持久地保留信号,可以扩展波形处理方式。然而,DSO没有实时的亮度级;因此,他们不能表示实际信号中不同的亮度等级。组成DSO的一些子系统与模拟示波器的一些部分相似。但是,DSO包含更多的数据处理子系统,因此它能够收集显示整个波形的数据。从捕获信号到在屏幕上显示波形,DSO采用串行的处理体系结构,如图16所示。随后将对串行处理体系作讲解。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0423/article_11514.html
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