示波器基本理論培訓(xùn)-泰克

1、示波器基本理論培訓(xùn)-泰克講座內(nèi)容講座內(nèi)容4測量知識基礎(chǔ)測量知識基礎(chǔ)4示波器基本概念示波器基本概念4數(shù)字示波器數(shù)字示波器4數(shù)字實時示波器數(shù)字實時示波器4數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器4示波器的歷史示波器的歷史在電路試驗調(diào)試和電子設(shè)備安裝調(diào)試以及檢修排障中，常用的在電路試驗調(diào)試和電子設(shè)備安裝調(diào)試以及檢修排障中，常用的儀器有示波器、電壓電流表、毫伏表、頻率計、信號源和電源。儀器有示波器、電壓電流表、毫伏表、頻率計、信號源和電源。用于完成對電路的靜態(tài)和動態(tài)工作狀態(tài)的測量。用于完成對電路的靜態(tài)和動態(tài)工作狀態(tài)的測量。電源電源被測電路被測電路信號源信號源電壓電流表電壓電流表毫伏表毫伏表示波器示波器頻率計頻率計

2、電路測量儀器組合電路測量儀器組合泰克的方案泰克的方案測量技術(shù)知識基礎(chǔ)測量技術(shù)知識基礎(chǔ)V VAVGAVGV VRMSRMSV V0 0P PV VP PP PT Tf f1/T1/T 交流電的最簡單形式是正弦波，交流電的最簡單形式是正弦波，其波形的電壓可用有效值、零峰值其波形的電壓可用有效值、零峰值或峰峰值來表示?；蚍宸逯祦肀硎?。均方根值均方根值0.707V0.707V0-p0-p平均值平均值0.637V0.637V0-p0-p巔峰因子巔峰因子波形的波形的0-p0-p值與值與RMSRMS值之比稱為巔峰因子。它值之比稱為巔峰因子。它是衡量波峰相對于是衡量波峰相對于RMSRMS值有多高的量度。儀器值

3、有多高的量度。儀器中，它是重要的。具有很高巔峰因子的波形中，它是重要的。具有很高巔峰因子的波形要求儀表能承受很高的峰值電壓，而同時有要求儀表能承受很高的峰值電壓，而同時有能測量小得多的能測量小得多的RMSRMS值。值。相位相位交流電功率交流電功率只要是使用電壓和電流的只要是使用電壓和電流的RMSRMS值測量值測量ACAC功率和功率和DCDC功率產(chǎn)生相同的效果。這就是使用功率產(chǎn)生相同的效果。這就是使用RMSRMS值的值的理由之一。它適用任何波形。對功率來說，理由之一。它適用任何波形。對功率來說，RMSRMS值是最有用的。值是最有用的。交變信號交變信號 通常除正弦波外，還有其他電壓和電流波形。其中

4、的有效值和通常除正弦波外，還有其他電壓和電流波形。其中的有效值和平均值（相對零峰值）對每種波形是唯一的平均值（相對零峰值）對每種波形是唯一的。如兩種波形對相同如兩種波形對相同電阻提供相同的功率，它們的有效值電壓必然是相同的。電阻提供相同的功率，它們的有效值電壓必然是相同的。Vp-pVRMSVAVG2Vo-p0.7070.6371.4142V0-pV0-pV0-p12V0-p1/2V0-p0.5771.732V0-p1/2V0-p20.318V0-pttTTTt正弦波正弦波方波方波三角波三角波半正弦波半正弦波 脈沖波脈沖波巔峰因子巔峰因子1/ 2 V0p2/V0p21/ 3 V0-p31/V0-

5、pV0-pV0-p非正弦波非正弦波除絕對的正弦波之外，周期除絕對的正弦波之外，周期波含的一切頻率分量稱諧波。波含的一切頻率分量稱諧波。諧波頻率是原始頻率或基頻諧波頻率是原始頻率或基頻整數(shù)倍。整數(shù)倍。周期波無論其波形如何都有周期波無論其波形如何都有諧波。諧波。周期波給定的頻率為基波頻周期波給定的頻率為基波頻率。率。諧波諧波方波基波加基波加3次諧波次諧波基波加基波加5次諧波次諧波基波加基波加7次諧波次諧波基波加基波加9次諧波次諧波方波是由基波加無數(shù)奇方波是由基波加無數(shù)奇次諧波所構(gòu)成。包含的次諧波所構(gòu)成。包含的諧波越多，波形越近似諧波越多，波形越近似方波。所以方波的質(zhì)量方波。所以方波的質(zhì)量根據(jù)包含的

6、諧波次數(shù)，其近似程度根據(jù)包含的諧波次數(shù)，其近似程度有所不同。每個諧波的幅度必須使有所不同。每個諧波的幅度必須使波形成為方波所需要的恰當(dāng)值。此波形成為方波所需要的恰當(dāng)值。此外，諧波之間的相位關(guān)系也必須正外，諧波之間的相位關(guān)系也必須正確，假使諧波以不等量延遲，即使確，假使諧波以不等量延遲，即使諧波幅度正確，方波也會失真。諧波幅度正確，方波也會失真?；榛檎也ㄕ也ǚ讲ǚ讲ㄖC波諧波9010理想的方波和脈沖波的電理想的方波和脈沖波的電壓是突然變化的波形陡變壓是突然變化的波形陡變有一定時間這取決于系統(tǒng)有一定時間這取決于系統(tǒng)帶寬及其他電路參數(shù)。波帶寬及其他電路參數(shù)。波形從一種電壓變至另一種形從一種

7、電壓變至另一種電壓的時間稱為上升時間電壓的時間稱為上升時間（上升時間通常在過渡的（上升時間通常在過渡的10處至處至90處測量。處測量。上升時間測量上升時間測量測量儀表的帶寬將影響脈沖和方波的上升時間上升測量儀表的帶寬將影響脈沖和方波的上升時間上升時間和帶寬的關(guān)系由下式?jīng)Q定：時間和帶寬的關(guān)系由下式?jīng)Q定： T上升上升0.35/BW BW=3dB帶寬（單位帶寬（單位Hz）波形從最小值過渡到最大值越快，所含諧波就越多，波形從最小值過渡到最大值越快，所含諧波就越多，波形所含的頻率量也越高。波形所含的頻率量也越高。脈沖的寬度越窄，所含的重要諧波越多，波形所含脈沖的寬度越窄，所含的重要諧波越多，波形所含的頻

8、率量越高。的頻率量越高。儀表的上升時間應(yīng)小于被測量信號波形的上升時間。儀表的上升時間應(yīng)小于被測量信號波形的上升時間。被測上升時間被測上升時間 信號上升時間信號上升時間2測量儀表上升時間測量儀表上升時間2 2*上升時間上升時間測量測量AC波形的儀表通常有某種最大頻率，超過它，波形的儀表通常有某種最大頻率，超過它，測量精度就會下降測量精度就會下降，這一頻率就是儀表的帶寬。定義為：在此頻點，儀表的靈敏度下降這一頻率就是儀表的帶寬。定義為：在此頻點，儀表的靈敏度下降3dB.100%odB71%-3dB儀表儀表BW只能測量交流的儀只能測量交流的儀表在低頻處也下滑表在低頻處也下滑為了精確地測量波形，儀器的

9、帶寬必須超過波形所含的帶寬為了精確地測量波形，儀器的帶寬必須超過波形所含的帶寬。對于非正弦波的波形，必須考慮其諧波。假如諧波超出儀表的帶寬對于非正弦波的波形，必須考慮其諧波。假如諧波超出儀表的帶寬將不能測得它對波形的影響將不能測得它對波形的影響。只能測量只能測量ACAC電壓的儀表，必須對高頻和低頻帶寬都加考慮電壓的儀表，必須對高頻和低頻帶寬都加考慮。*帶寬帶寬測量測量20MHz的方波的方波在在20MHz帶寬示波器測試帶寬示波器測試所顯示的結(jié)果所顯示的結(jié)果在在200MHz帶寬示波器測試帶寬示波器測試所顯示的結(jié)果所顯示的結(jié)果示波器所顯示的波形示波器所顯示的波形儀器帶寬對測量波形影響儀器帶寬對測量波

10、形影響*注：注意失真情況的波形，在實際的客戶交往中給予解釋。低通濾波器低通濾波器高帶寬時的輸出高帶寬時的輸出中帶寬時的輸出中帶寬時的輸出低帶寬時的輸出低帶寬時的輸出輸入輸入輸出輸出帶寬如何在時域影響波形，波形通帶寬如何在時域影響波形，波形通過濾波器。過濾波器。濾波器的帶寬很寬（和基波比較），濾波器的帶寬很寬（和基波比較），輸出方波不表現(xiàn)失真輸出方波不表現(xiàn)失真濾波器的帶寬變窄，波形中的某些濾波器的帶寬變窄，波形中的某些諧波不能通過，輸出仍然像正弦波，諧波不能通過，輸出仍然像正弦波，但有某些不足，使得產(chǎn)生測量誤差。但有某些不足，使得產(chǎn)生測量誤差。濾波器帶寬很窄，幾乎完全不像方濾波器帶寬很窄，幾乎完

11、全不像方波，由于缺少高次諧波波形呈圓弧波，由于缺少高次諧波波形呈圓弧狀。狀。由于正弦波只有一個基波，儀表的由于正弦波只有一個基波，儀表的帶寬必須至少是波形的頻率。帶寬必須至少是波形的頻率。帶寬對方波的影響帶寬對方波的影響波形的重要諧波和上升時間與測量精度的關(guān)系波形的重要諧波和上升時間與測量精度的關(guān)系波形的重要諧波波形的重要諧波列出的影響波形的諧波數(shù)是基波的倍數(shù)：列出的影響波形的諧波數(shù)是基波的倍數(shù)： 波波 形形 重要諧波數(shù)（基波重要諧波數(shù)（基波10）正弦波正弦波 1:1方方 波波 1:9三角波三角波 1:3脈沖波（占空比脈沖波（占空比50） 1:9脈沖波（占空比脈沖波（占空比25） 1:14脈沖

12、波（占空比脈沖波（占空比10） 1:26 （ 正弦波基波為：正弦波基波為：1 ） 上升時間與測量精度上升時間與測量精度儀表上升時間儀表上升時間 上升時間上升時間 信號上升時間信號上升時間 測量精度測量精度 之比之比 1:1 41% 2:1 22% 3:1 12% 4:1 5% 5:1 2% 7:1 1% 10:1 0.5%儀表的輸入阻抗特性相差很大，通?？煞譃閮深悾焊咦鑳x表的輸入阻抗特性相差很大，通?？煞譃閮深悾焊咦杩购拖到y(tǒng)阻抗抗和系統(tǒng)阻抗高阻抗輸入高阻抗輸入高阻抗輸入，可將負(fù)載影響減至最小，使被測電路至測高阻抗輸入，可將負(fù)載影響減至最小，使被測電路至測量儀表的電壓轉(zhuǎn)移最大。儀表輸入阻抗的典型

13、值在量儀表的電壓轉(zhuǎn)移最大。儀表輸入阻抗的典型值在10K1M之間。之間。系統(tǒng)輸入阻抗系統(tǒng)輸入阻抗系統(tǒng)的全部輸入、輸出、電纜和負(fù)載具有相同的電阻阻系統(tǒng)的全部輸入、輸出、電纜和負(fù)載具有相同的電阻阻抗，總能傳送最大功率?？?，總能傳送最大功率。對于射頻，對于射頻，50歐姆是用得最多的通用阻抗。這一阻抗可歐姆是用得最多的通用阻抗。這一阻抗可易于保持，且不受分布電容影響。易于保持，且不受分布電容影響。儀表的輸入阻抗儀表的輸入阻抗示波器基礎(chǔ)知識示波器基礎(chǔ)知識示波器的作用：精確地顯示電壓對時間的波形示波器的作用：精確地顯示電壓對時間的波形示波器基礎(chǔ)示波器基礎(chǔ)時間時間幅度幅度示波器示波器 - 顯示波形顯示波形示波

14、器示波器 - 顯示波形顯示波形示波器無疑是最通用和使用廣泛的電子儀器示波器無疑是最通用和使用廣泛的電子儀器示波器的主要功能是精確的復(fù)現(xiàn)作為時間函數(shù)電壓波形。確定量和波形質(zhì)量示波器的主要功能是精確的復(fù)現(xiàn)作為時間函數(shù)電壓波形。確定量和波形質(zhì)量的信息如幅度和頻率，及波形的形狀；比較兩個不同波形并測量它們的時間和的信息如幅度和頻率，及波形的形狀；比較兩個不同波形并測量它們的時間和相位關(guān)系。相位關(guān)系。示波器不像電壓表只提供幅度信息和不像頻率計只提供頻率時間的單維信息，示波器不像電壓表只提供幅度信息和不像頻率計只提供頻率時間的單維信息，它可以觀察相對于時間的瞬時電壓的兩維信息。它可以觀察相對于時間的瞬時電

15、壓的兩維信息。在概念上，模擬示波器和數(shù)字示波器完成同樣的測量，具有相同的功能，不在概念上，模擬示波器和數(shù)字示波器完成同樣的測量，具有相同的功能，不過儀表內(nèi)部采用的技術(shù)不同。過儀表內(nèi)部采用的技術(shù)不同。技術(shù)進(jìn)步給予示波器更多的功能，特別是數(shù)字示波器的技術(shù)發(fā)展賦予示波器技術(shù)進(jìn)步給予示波器更多的功能，特別是數(shù)字示波器的技術(shù)發(fā)展賦予示波器更多波形捕獲力，來觀察現(xiàn)實世界。由于數(shù)字示波器的數(shù)學(xué)運算功能，它可以更多波形捕獲力，來觀察現(xiàn)實世界。由于數(shù)字示波器的數(shù)學(xué)運算功能，它可以是一臺具有波形顯示的電壓表、電流表、是一臺具有波形顯示的電壓表、電流表、FFT頻率計、功率測量和波形參數(shù)分頻率計、功率測量和波形參數(shù)分

16、析的綜合性儀表。析的綜合性儀表。示波器概念示波器概念垂直垂直系統(tǒng)系統(tǒng)觸發(fā)觸發(fā)系統(tǒng)系統(tǒng)水平水平時基時基信道信道示波器為精確和穩(wěn)定的示波器為精確和穩(wěn)定的顯示信號的波形應(yīng)具有顯示信號的波形應(yīng)具有的控制和操作系統(tǒng)：的控制和操作系統(tǒng)：垂直系統(tǒng)垂直系統(tǒng)時基（水平）系統(tǒng)時基（水平）系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)顯示顯示模擬示波器模擬示波器模擬示波器框圖模擬示波器框圖垂直系統(tǒng)對輸入信號進(jìn)行比例變換，其增益確定顯示屏上的波形大小。垂直系統(tǒng)對輸入信號進(jìn)行比例變換，其增益確定顯示屏上的波形大小。耦合：耦合：DC耦合時，耦合時，DC信號和信號和AC信號都能通過，信號都能通過，AC耦合時只允許耦合時只允許AC信號通信號通過。接地

17、，可確定零伏的位置。過。接地，可確定零伏的位置。DCACDC耦合顯示的波形耦合顯示的波形AC耦合顯示的波形耦合顯示的波形(a)(b)(c)DC電平電平3V2V1V2V1VAC耦合有可能出現(xiàn)不希望有的情形耦合有可能出現(xiàn)不希望有的情形(C)垂直系統(tǒng)垂直系統(tǒng)帶寬限制器：使用帶寬限制可以把通常帶寬在帶寬限制器：使用帶寬限制可以把通常帶寬在100MHz以上的示波器的頻帶減小到以上的示波器的頻帶減小到20MHz的典型值。這樣就降低了噪聲電平和干擾，這對于進(jìn)行高靈敏度的測量是非的典型值。這樣就降低了噪聲電平和干擾，這對于進(jìn)行高靈敏度的測量是非常有用的。常有用的。輸入阻抗：輸入阻抗：高阻抗輸入（高阻抗輸入（1

18、M）的電阻和）的電阻和7至至30pF相并聯(lián)。，這足以滿足多數(shù)場合的要求，因為相并聯(lián)。，這足以滿足多數(shù)場合的要求，因為它對多數(shù)電路的負(fù)載效應(yīng)極小。它對多數(shù)電路的負(fù)載效應(yīng)極小。50輸入阻抗：在輸入阻抗：在50系統(tǒng)中，電容效應(yīng)是不怎樣重要的，但產(chǎn)生較寬的測量帶寬。系統(tǒng)中，電容效應(yīng)是不怎樣重要的，但產(chǎn)生較寬的測量帶寬。50輸入阻抗的主要缺點是對許多電路是一個太小的負(fù)載電阻。（對于這種情況，常輸入阻抗的主要缺點是對許多電路是一個太小的負(fù)載電阻。（對于這種情況，常用低電容有源探頭使電路負(fù)載最小，并有較寬的頻帶）。對于固有用低電容有源探頭使電路負(fù)載最小，并有較寬的頻帶）。對于固有50阻抗的系統(tǒng)，阻抗的系統(tǒng)，

19、示波器輸入阻抗為示波器輸入阻抗為50是最方便適宜的。是最方便適宜的。數(shù)學(xué)運算（相加、相減、積分、微分、數(shù)學(xué)運算（相加、相減、積分、微分、FFT）位置（控制掃線位置和確定地電平的位置）位置（控制掃線位置和確定地電平的位置）動態(tài)范圍（不失真的顯示信號的最大幅值）動態(tài)范圍（不失真的顯示信號的最大幅值）可變調(diào)節(jié)可變調(diào)節(jié)垂直系統(tǒng)垂直系統(tǒng)水平時基系統(tǒng)水平時基系統(tǒng)時基時基折回時間折回時間一次掃描一次掃描VVtt時間基線時間基線發(fā)生器發(fā)生器水平信號水平信號垂直信號輸入輸入垂直放大垂直放大斜波波形斜波波形為了描繪波形，必須要有水平和垂直兩個為了描繪波形，必須要有水平和垂直兩個方向的信息。示波器描繪的軌跡表明信號

20、方向的信息。示波器描繪的軌跡表明信號隨時間的變化情況，因此其水平偏轉(zhuǎn)必須隨時間的變化情況，因此其水平偏轉(zhuǎn)必須與時間成正，示波器中控制水平偏轉(zhuǎn)，即與時間成正，示波器中控制水平偏轉(zhuǎn)，即X軸的系統(tǒng)稱時基。軸的系統(tǒng)稱時基。掃描速度以每格的秒數(shù)（掃描速度以每格的秒數(shù)（S/秒）來度量秒）來度量水平位置控制水平位置控制可變時基可變時基時基放大時基放大雙時基雙時基水平時基系統(tǒng)水平時基系統(tǒng)垂直放大器顯示屏基線發(fā)生器垂直放大器電子開關(guān)垂直信號水平信號輸入1輸入2垂直放大器CPU與顯示垂直放大器輸入1輸入2A/DA/D存儲器存儲器時基電路模擬示波器與數(shù)字示波器在兩通道捕獲波形的差異模擬示波器與數(shù)字示波器在兩通道捕獲

21、波形的差異（模擬示波器）（模擬示波器）（數(shù)字示波器）（數(shù)字示波器）當(dāng)代模擬示波器至少有兩個通道，可以同當(dāng)代模擬示波器至少有兩個通道，可以同時顯示兩個波形有在雙軌跡功能的模擬示波時顯示兩個波形有在雙軌跡功能的模擬示波器，是具有同時起作用的兩個電子槍的緣故；器，是具有同時起作用的兩個電子槍的緣故；另一種方法是單束顯示，通過電子開關(guān)在兩另一種方法是單束顯示，通過電子開關(guān)在兩個輸入信號之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)換如果轉(zhuǎn)換進(jìn)行快，個輸入信號之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)換如果轉(zhuǎn)換進(jìn)行快，（對周期性重復(fù)信號）觀察時不受什么影響，（對周期性重復(fù)信號）觀察時不受什么影響，也不致影響大多數(shù)測量，但在進(jìn)行波形時間也不致影響大多數(shù)測量，但在進(jìn)行波形時

22、間和相位測量時存在轉(zhuǎn)換誤差。這種方法不適和相位測量時存在轉(zhuǎn)換誤差。這種方法不適于數(shù)字示波器，因它受模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的局限。于數(shù)字示波器，因它受模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的局限。絕大多數(shù)數(shù)字示波器每通道都具有相同數(shù)絕大多數(shù)數(shù)字示波器每通道都具有相同數(shù)字采集相同和數(shù)字處理系統(tǒng)，所以數(shù)字示波字采集相同和數(shù)字處理系統(tǒng)，所以數(shù)字示波器無需通過電子開關(guān)，就能精確的同時顯示器無需通過電子開關(guān)，就能精確的同時顯示兩個通道的波形和時間關(guān)系。兩個通道的波形和時間關(guān)系。掃描控制掃描控制通道通道1通道通道1兩通道切換兩通道切換工作的波形工作的波形切換方式切換方式用切換方式開關(guān)，當(dāng)波形在顯示屏上出現(xiàn)用切換方式開關(guān)，當(dāng)波形在顯示屏上出現(xiàn)時

23、，開關(guān)快速地切換兩個輸入信號。時，開關(guān)快速地切換兩個輸入信號。切換兩個通道是很快進(jìn)行的，所以看不出切換兩個通道是很快進(jìn)行的，所以看不出切換痕跡。切換痕跡。切換方式只適用于比兩通道切換速度低得切換方式只適用于比兩通道切換速度低得多的信號。多的信號。將切換方式用于高頻信號（此時掃描速度將切換方式用于高頻信號（此時掃描速度很快）示波器上會出現(xiàn)明顯的切換痕跡。很快）示波器上會出現(xiàn)明顯的切換痕跡。見圖見圖切換方式只適于低頻信號的測量。切換方式只適于低頻信號的測量。切換方式切換方式12341234信道1信道2兩通道交替工作的波形交替方式是對通道1波形作一次掃描，然后轉(zhuǎn)到通道2，作另一次掃描。見圖在快速掃描

24、情況下，交替方式是很好的，因為更新率快，看到的是兩個同時出現(xiàn)的波形。所以交替適于測量高頻信號。用于低頻波形（且用慢掃描），每一通道的掃描會變得顯而宜見，就失去同時顯示兩通道的效果。潛在問題是即使同時出現(xiàn)兩個波形，實際上測量它們時，是在兩個不同時間點上進(jìn)行的（兩次不同的觸發(fā)）。由于每次重復(fù)波形的同一周期，這是沒有什么問題的，有些情況，需要真正地同時測量兩個通道這就是問題。交替方式交替方式放大器放大器A/DCPU和顯示存儲器電子開關(guān)垂直放大器CPU與顯示垂直放大器輸入1輸入2A/DA/D存儲器存儲器時基電路輸入輸入1輸入輸入2CH1CH1CH2CH2數(shù)字示波器與模擬示波器相數(shù)字示波器與模擬示波器相

25、比，由于采用的技術(shù)不同，在比，由于采用的技術(shù)不同，在進(jìn)行兩個信號的捕獲和顯示時進(jìn)行兩個信號的捕獲和顯示時無需在兩通道間使用電子開關(guān)無需在兩通道間使用電子開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。固數(shù)字示波器在對進(jìn)行轉(zhuǎn)換。固數(shù)字示波器在對兩個信號的定時和相位測量是兩個信號的定時和相位測量是沒有誤差的，特別是在高速對沒有誤差的，特別是在高速對單次波形的捕獲時優(yōu)勢更明顯。單次波形的捕獲時優(yōu)勢更明顯。見圖見圖a在產(chǎn)品作出妥協(xié)采用兩個通在產(chǎn)品作出妥協(xié)采用兩個通道共享一個數(shù)字化器的示波器道共享一個數(shù)字化器的示波器(Fluok手持手持)，嚴(yán)重影響了產(chǎn)，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的單次性能。為同時進(jìn)行兩品的單次性能。為同時進(jìn)行兩通道的信號獲取，模擬

26、通道開通道的信號獲取，模擬通道開關(guān)必須在兩個數(shù)字化點之間轉(zhuǎn)關(guān)必須在兩個數(shù)字化點之間轉(zhuǎn)換所捕獲的快速單次必須嚴(yán)重?fù)Q所捕獲的快速單次必須嚴(yán)重失真。見圖失真。見圖b(a)(b)雙數(shù)字化數(shù)字示波器的結(jié)構(gòu)雙數(shù)字化數(shù)字示波器的結(jié)構(gòu)電子開關(guān)轉(zhuǎn)換的單數(shù)字化結(jié)構(gòu)電子開關(guān)轉(zhuǎn)換的單數(shù)字化結(jié)構(gòu)數(shù)字示波器結(jié)構(gòu)的差異數(shù)字示波器結(jié)構(gòu)的差異掃描控制掃描控制自動掃描自動掃描沒有輸入信號時，自動模式將使時基以低頻率自由運行，從而在屏幕上產(chǎn)沒有輸入信號時，自動模式將使時基以低頻率自由運行，從而在屏幕上產(chǎn)生軌跡。這使得用戶可以設(shè)置掃跡的垂直位置。如信號僅為直流的情況。生軌跡。這使得用戶可以設(shè)置掃跡的垂直位置。如信號僅為直流的情況。正

27、常掃描正常掃描時基必須受到觸發(fā)才能產(chǎn)生掃跡，即沒有信號就沒有掃跡。對數(shù)字示波器，時基必須受到觸發(fā)才能產(chǎn)生掃跡，即沒有信號就沒有掃跡。對數(shù)字示波器，每觸發(fā)一次保持一次波形，當(dāng)信號停止后，數(shù)字示波器保持的是最后一次每觸發(fā)一次保持一次波形，當(dāng)信號停止后，數(shù)字示波器保持的是最后一次觸發(fā)顯示的波形。觸發(fā)顯示的波形。單次掃描單次掃描示波器對應(yīng)觸發(fā)信號只顯示一次掃描，然后停止示波器。雖然模擬示波器示波器對應(yīng)觸發(fā)信號只顯示一次掃描，然后停止示波器。雖然模擬示波器都提供這一功能，模擬示波器技術(shù)的限制無法保持單擊或瞬時信號，單次都提供這一功能，模擬示波器技術(shù)的限制無法保持單擊或瞬時信號，單次信號的顯示將是短暫、閃

28、爍、甚至觀察不見。信號的顯示將是短暫、閃爍、甚至觀察不見。數(shù)字示波器具有存儲和保持波形的能力，使用戶可捕獲特殊的單次信號和數(shù)字示波器具有存儲和保持波形的能力，使用戶可捕獲特殊的單次信號和瞬時信號。瞬時信號。時基或掃描模式時基或掃描模式321不正常觸發(fā)不正常觸發(fā)正常觸發(fā)正常觸發(fā)觸發(fā)點觸發(fā)點單獨時基基線不能完成顯示信號的目的，需要單獨時基基線不能完成顯示信號的目的，需要知道時基基線什么時基開始掃描，沒有這一開知道時基基線什么時基開始掃描，沒有這一開始掃描的信號，雖能顯示波形，但起始時基是始掃描的信號，雖能顯示波形，但起始時基是隨機(jī)的。隨機(jī)的。沒有觸發(fā)電路在屏幕上看到的將會是具有隨機(jī)沒有觸發(fā)電路在屏

29、幕上看到的將會是具有隨機(jī)起點的很多波形雜亂重疊的圖象。見圖起點的很多波形雜亂重疊的圖象。見圖a如何保證在電子束掃過屏幕時每次都掃過相同如何保證在電子束掃過屏幕時每次都掃過相同的路徑？解決這個問題的關(guān)鍵在于觸發(fā)電路。的路徑？解決這個問題的關(guān)鍵在于觸發(fā)電路。觸發(fā)電路的作用就是保證每次時基在屏幕上掃觸發(fā)電路的作用就是保證每次時基在屏幕上掃描的時候，時基掃描都從輸入信號上的一個精描的時候，時基掃描都從輸入信號上的一個精確確定的點開始。使一次一次掃描波形都是靜確確定的點開始。使一次一次掃描波形都是靜止不動的從而顯示穩(wěn)定的波形。見圖止不動的從而顯示穩(wěn)定的波形。見圖b/c觸發(fā)是使用示波器最麻煩的一點，示波器

30、提供觸發(fā)是使用示波器最麻煩的一點，示波器提供了許多觸發(fā)方式，可根據(jù)測量問題加以應(yīng)用。了許多觸發(fā)方式，可根據(jù)測量問題加以應(yīng)用。abc觸發(fā)觸發(fā)觸發(fā)耦合：決定選定的觸發(fā)源信號送往觸發(fā)電路的耦合方式觸發(fā)耦合：決定選定的觸發(fā)源信號送往觸發(fā)電路的耦合方式DC耦合：觸發(fā)源直接連到觸發(fā)電路耦合：觸發(fā)源直接連到觸發(fā)電路觸發(fā)源通過一個串聯(lián)的電容連到觸發(fā)電路觸發(fā)源通過一個串聯(lián)的電容連到觸發(fā)電路峰峰值電平：（數(shù)字示波器由觸發(fā)電平鈕控制）峰峰值電平：（數(shù)字示波器由觸發(fā)電平鈕控制）HF抑制：使觸發(fā)源信號通過低通濾波器以抑制高頻分量，這意味即使一個低抑制：使觸發(fā)源信號通過低通濾波器以抑制高頻分量，這意味即使一個低頻信號中包

31、含很多高頻噪聲，仍能使其按低頻信號觸發(fā)。頻信號中包含很多高頻噪聲，仍能使其按低頻信號觸發(fā)。LF抑制：使觸發(fā)源信號通過一個高通濾波器以抑制其低頻成分，這對于顯示抑制：使觸發(fā)源信號通過一個高通濾波器以抑制其低頻成分，這對于顯示包含很多電源交流聲的信號時的情況是很有用的。包含很多電源交流聲的信號時的情況是很有用的。TV觸發(fā)：在觸發(fā)：在TV模式下觸發(fā)電平控制不起作用。這時示波器使用視頻信號中模式下觸發(fā)電平控制不起作用。這時示波器使用視頻信號中的同步脈沖作為觸發(fā)信號。的同步脈沖作為觸發(fā)信號。TV觸發(fā)有兩種模式，觸發(fā)有兩種模式，TVF 場和場和TVL行行數(shù)字示波器的高級觸發(fā)功：單次、毛刺、寬度、欠幅脈沖、

32、斜率、建立數(shù)字示波器的高級觸發(fā)功：單次、毛刺、寬度、欠幅脈沖、斜率、建立/保持保持邏輯（定時關(guān)系和狀態(tài)分析）邏輯（定時關(guān)系和狀態(tài)分析）TV（可選場（可選場/行和行計數(shù)）行和行計數(shù)）觸發(fā)觸發(fā)隔離時間過短波形混迭隔離時間過短波形混迭正確隔離時間正確隔離時間觸發(fā)隔離（觸發(fā)隔離（Hold off）有些信號具有多個可能的觸發(fā)點。圖為數(shù)字信號。有些信號具有多個可能的觸發(fā)點。圖為數(shù)字信號。該信號雖然在較長的時間周期內(nèi)是重復(fù)的，但是在該信號雖然在較長的時間周期內(nèi)是重復(fù)的，但是在短時間內(nèi)情況則不然。為了更詳細(xì)觀察少數(shù)個別脈短時間內(nèi)情況則不然。為了更詳細(xì)觀察少數(shù)個別脈沖，必須使用快速掃描時基。但這樣一來每次掃描沖

33、，必須使用快速掃描時基。但這樣一來每次掃描時顯示的波形段就是變化不一的。顯示波形出現(xiàn)混時顯示的波形段就是變化不一的。顯示波形出現(xiàn)混迭。迭。為解決這個問題，采用了觸發(fā)隔離功能，即在各次為解決這個問題，采用了觸發(fā)隔離功能，即在各次掃描之間加入延遲時基，使得掃描的每次觸發(fā)總是掃描之間加入延遲時基，使得掃描的每次觸發(fā)總是從相同的信號沿開始。從而得到穩(wěn)定的波形顯示。從相同的信號沿開始。從而得到穩(wěn)定的波形顯示。觸發(fā)隔離（觸發(fā)隔離（Hold off）陰極射線管（陰極射線管（CRT）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受到電子轟擊后，受到電子轟擊后，CRTCRT上的熒光物質(zhì)就會上的熒光物質(zhì)就會發(fā)光。當(dāng)電子束移開后，熒光物質(zhì)在一個發(fā)光。當(dāng)

34、電子束移開后，熒光物質(zhì)在一個短時間內(nèi)還會繼續(xù)發(fā)光。這個時間稱為余短時間內(nèi)還會繼續(xù)發(fā)光。這個時間稱為余暉時間。余暉時間的長短是由熒光物質(zhì)的暉時間。余暉時間的長短是由熒光物質(zhì)的不同決定的。不同決定的。一般采用的熒光物質(zhì)的余暉時間為：小一般采用的熒光物質(zhì)的余暉時間為：小于于1ms1ms采用長余暉熒光物質(zhì)的慢掃描模擬示波采用長余暉熒光物質(zhì)的慢掃描模擬示波器是為了解決觀察較慢信號的變化。熒光器是為了解決觀察較慢信號的變化。熒光物質(zhì)的余暉時間約為：物質(zhì)的余暉時間約為：300ms300ms波形軌跡的亮度與時基掃描速度成反比。波形軌跡的亮度與時基掃描速度成反比。顯示顯示X XY Y模式是示波器的另一種顯示方法

35、。這時示波模式是示波器的另一種顯示方法。這時示波器將時基關(guān)閉，而用另一個與產(chǎn)生垂直偏轉(zhuǎn)信號器將時基關(guān)閉，而用另一個與產(chǎn)生垂直偏轉(zhuǎn)信號不同的信號來使電子束在水平方向偏轉(zhuǎn)。這就是不同的信號來使電子束在水平方向偏轉(zhuǎn)。這就是說用兩個信號在說用兩個信號在X X，Y Y方向同時作用于電子束而描方向同時作用于電子束而描繪出波形，以便觀察兩個信號的關(guān)系。繪出波形，以便觀察兩個信號的關(guān)系。相位測量。這種方法雖然比較復(fù)雜，但測量相位相位測量。這種方法雖然比較復(fù)雜，但測量相位較為精確。較為精確。頻率測量頻率測量在機(jī)電環(huán)境下應(yīng)用。用適當(dāng)?shù)膫鞲衅靼盐锢砹吭跈C(jī)電環(huán)境下應(yīng)用。用適當(dāng)?shù)膫鞲衅靼盐锢砹孔儞Q成示波器能顯示的信號，

36、就可顯示兩個物理變換成示波器能顯示的信號，就可顯示兩個物理量的關(guān)系。量的關(guān)系。顯示通過元器件的電流和電壓波形，展示元件的顯示通過元器件的電流和電壓波形，展示元件的V VI I特性。特性。0 0度度 90 90度度 180180度度(XY)顯示顯示Lissajous數(shù)字示波器基礎(chǔ)數(shù)字示波器基礎(chǔ)示波器的類別示波器的類別模擬示波器模擬示波器數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器放大器放大器電子開關(guān)垂直放大器顯示屏?xí)r基發(fā)生器取樣A/D存儲放大器取樣A/D存儲放大器時基處理器晶體取樣時鐘顯示屏通道2通道1外觸發(fā)XY觸發(fā)信號觸發(fā)信號通道1通道2外觸發(fā)數(shù)字示波器結(jié)構(gòu)圖模擬示波器結(jié)構(gòu)圖數(shù)字示

37、波器數(shù)字示波器數(shù)字示波器框圖數(shù)字示波器框圖模擬示波器采用傳統(tǒng)電路技術(shù)在模擬示波器采用傳統(tǒng)電路技術(shù)在CRTCRT上顯示波形。上顯示波形。而數(shù)字示波器是把模擬信號轉(zhuǎn)換產(chǎn)數(shù)字形式，才能進(jìn)行顯示或存而數(shù)字示波器是把模擬信號轉(zhuǎn)換產(chǎn)數(shù)字形式，才能進(jìn)行顯示或存儲。儲。模擬示波器上的波形顯示時間暫短的，當(dāng)輸入信號消失，顯示的模擬示波器上的波形顯示時間暫短的，當(dāng)輸入信號消失，顯示的波形也消失。只使用觀察周期性的重復(fù)信號。波形也消失。只使用觀察周期性的重復(fù)信號。數(shù)字示波器有了存儲器，波形就可以保留在屏幕上，使得可仔細(xì)數(shù)字示波器有了存儲器，波形就可以保留在屏幕上，使得可仔細(xì)進(jìn)行分析。不但可以顯示重復(fù)波形和對低頻信號

38、做到無閃爍的清晰進(jìn)行分析。不但可以顯示重復(fù)波形和對低頻信號做到無閃爍的清晰顯示。并有捕獲顯示。并有捕獲 顯示單次信號的能力。顯示單次信號的能力。模擬示波器整個系統(tǒng)，包括顯示器必須都能維持示波器的全部帶模擬示波器整個系統(tǒng)，包括顯示器必須都能維持示波器的全部帶寬。寬。數(shù)字示波器在取樣器之前，電路必須維持示波器的全部帶寬，但數(shù)字示波器在取樣器之前，電路必須維持示波器的全部帶寬，但在在A/DA/D之后需要的帶寬大大降低。之后需要的帶寬大大降低。模擬示波器在顯示極值時會遇到問題模擬示波器在顯示極值時會遇到問題低重復(fù)率快前沿信號低重復(fù)率快前沿信號顯示昏暗難以讀出顯示昏暗難以讀出中等重復(fù)性信號（中等中等重復(fù)

39、性信號（中等頻率），顯示清楚但是頻率），顯示清楚但是否漏失什么信息否漏失什么信息低重復(fù)率信號（低頻低重復(fù)率信號（低頻信號），光跡不連續(xù)信號），光跡不連續(xù)由于模擬示波器的由于模擬示波器的技術(shù)局性。即使示技術(shù)局性。即使示波器觸發(fā)和信號存波器觸發(fā)和信號存在，但對某些信號在，但對某些信號也是無法進(jìn)行清晰也是無法進(jìn)行清晰的顯示或無法顯示。的顯示或無法顯示。并丟失信息如：毛并丟失信息如：毛刺刺模擬示波器在顯示極值時會遇到問題模擬示波器在顯示極值時會遇到問題低重復(fù)率快前沿低重復(fù)率快前沿信號的細(xì)節(jié)信號的細(xì)節(jié)高頻的差別快速高頻的差別快速毛刺的細(xì)節(jié)毛刺的細(xì)節(jié)非常低頻的信號非常低頻的信號數(shù)字示波器捕捉模擬示波器難以

40、發(fā)現(xiàn)的問題數(shù)字示波器捕捉模擬示波器難以發(fā)現(xiàn)的問題采樣 采樣點等時間間隔分布 采樣率以 樣點數(shù)/秒描述(S/s, kS/s, MS/s, GS/s)采樣點數(shù)字化需要的保持時間 采樣間隔 采樣采樣采樣時發(fā)生了什么?1 0 1 1 1 0 0 11 1 1 1 0 1 0 1 . . . . .10. . . . .信號采樣數(shù)字化存儲(采樣, 保持)(轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)）(順序存儲）示波器屏幕屏幕顯示選定部分的內(nèi)存 1111010101101100111001屏屏幕幕模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號經(jīng)變換后最終恢復(fù)成模擬經(jīng)變換后最終恢復(fù)成模擬波形顯示在示波器上。波形顯示在示波器上。“死區(qū)死區(qū)”

41、指的是數(shù)字化與指的是數(shù)字化與數(shù)據(jù)處理過程。數(shù)據(jù)處理過程。大量處理過程是由一系列大量處理過程是由一系列數(shù)字化的數(shù)字化的 FFT，取平均，取平均值及測量等數(shù)值計算來完值及測量等數(shù)值計算來完成的。成的。還可把數(shù)據(jù)存儲到存儲器還可把數(shù)據(jù)存儲到存儲器中進(jìn)行預(yù)觸發(fā)，后觸發(fā)的中進(jìn)行預(yù)觸發(fā)，后觸發(fā)的觀察與分析。觀察與分析。采樣過程采樣過程D igital Real-Tim e Sam pling: Each w aveform cycle producesm ore than enough data points to build a full record (screen display)只需一次觸發(fā)已采集

42、信號所有資料只需一次觸發(fā)已采集信號所有資料實時采樣是最直觀的采樣方式，采樣率超過模擬帶寬實時采樣是最直觀的采樣方式，采樣率超過模擬帶寬4 45 5倍或更高。倍或更高。每通道都有同樣的表現(xiàn)，單一頻帶寬，重復(fù)帶寬單次帶寬每通道都有同樣的表現(xiàn)，單一頻帶寬，重復(fù)帶寬單次帶寬不僅適用捕獲重復(fù)信號，而且是捕捉單次信號以及隱藏在重復(fù)信號中的毛不僅適用捕獲重復(fù)信號，而且是捕捉單次信號以及隱藏在重復(fù)信號中的毛刺和異常信號的有效方法。刺和異常信號的有效方法。數(shù)字實時采樣技術(shù)數(shù)字實時采樣技術(shù)必需有足夠多的采樣點以構(gòu)建完整的波形必需有足夠多的采樣點以構(gòu)建完整的波形 由由DSODSO的模擬帶寬的模擬帶寬，最大取樣率，以

43、及波形，最大取樣率，以及波形 重建的方法決定重建的方法決定 幅度幅度時間時間對于單次事件，示波器必須具有足夠的采樣速率用以恢復(fù)單對于單次事件，示波器必須具有足夠的采樣速率用以恢復(fù)單次捕捉所獲得的波形。奈奎斯特抽樣定律中指出采樣率至少次捕捉所獲得的波形。奈奎斯特抽樣定律中指出采樣率至少為信號最高頻率帶寬的為信號最高頻率帶寬的2 2倍從而保證信號在恢復(fù)時不發(fā)生混倍從而保證信號在恢復(fù)時不發(fā)生混迭現(xiàn)象。迭現(xiàn)象。單次采集帶寬單次采集帶寬Equivalent-Tim e Sam pling: D ata points are acquiredfrom m any cycles to build one s

44、creen im age需要對信號進(jìn)行多次觸發(fā)需要對信號進(jìn)行多次觸發(fā)從重復(fù)性信號的不同的周期經(jīng)過多次單采樣，取得足夠的采樣點來重建這從重復(fù)性信號的不同的周期經(jīng)過多次單采樣，取得足夠的采樣點來重建這個重復(fù)信號的波形。等效采樣必須滿足兩個前提條件：個重復(fù)信號的波形。等效采樣必須滿足兩個前提條件： 1、必須必須是重復(fù)的、必須必須是重復(fù)的 2、必須能穩(wěn)定觸發(fā)、必須能穩(wěn)定觸發(fā) 隨機(jī)等效采樣同樣具有預(yù)觸發(fā)功能隨機(jī)等效采樣同樣具有預(yù)觸發(fā)功能數(shù)字隨機(jī)等效采樣技術(shù)數(shù)字隨機(jī)等效采樣技術(shù)ETET（等效時間）（等效時間） 與與 RT RT（實時）（實時） 數(shù)字化數(shù)字化4等效時間數(shù)字化 0可以獲取任何可達(dá)模擬帶寬的重復(fù)

45、信號0采樣率低于模擬帶寬 0通過多次觸發(fā)積累采樣點 4實時數(shù)字化0對于非重復(fù)性信號非常適合 0最大獲取信號頻率更多地依賴采樣率而不是模擬帶寬0單次觸發(fā)得到所有采樣點 請注意其他供應(yīng)商的所謂請注意其他供應(yīng)商的所謂“采樣率采樣率”采樣率的標(biāo)準(zhǔn)定義（實時）采樣率的標(biāo)準(zhǔn)定義（實時）最高采樣率是指在最高采樣率是指在單一觸發(fā)單一觸發(fā)中，模中，模擬數(shù)擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器字轉(zhuǎn)換器能采集的最大采樣點數(shù)目。能采集的最大采樣點數(shù)目。其他供應(yīng)商定義（等效）其他供應(yīng)商定義（等效）轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換率是指是指最快的水平掃描速度最快的水平掃描速度下，把下，把從對重復(fù)信號多次觸發(fā)收集的采樣點從對重復(fù)信號多次觸發(fā)收集的采樣點顯顯示在屏幕示在屏

46、幕上時，點與點之間的最小時間上時，點與點之間的最小時間距離。距離。單一觸發(fā)單一觸發(fā) 每秒每秒8個采樣點個采樣點 采樣率采樣率8S/s1最快掃最快掃 （顯示屏上每格（顯示屏上每格描速度描速度 顯示點數(shù)目）顯示點數(shù)目）等效轉(zhuǎn)換率等效轉(zhuǎn)換率1 / (5nS/25)=5GS/s采樣率小于采樣率小于1/21/2信號帶寬信號帶寬顯示錯誤的波形顯示錯誤的波形絕對混迭是不能糾正的，絕對混迭是不能糾正的，因為被測波形中的最高正因為被測波形中的最高正弦波頻率大于數(shù)字采樣率弦波頻率大于數(shù)字采樣率的一半。因為違反了奈奎的一半。因為違反了奈奎斯特抽樣定律。斯特抽樣定律。混迭信號請注意其特點混迭信號請注意其特點波形點連接

47、好似某一個波形波形點連接好似某一個波形看似未觸發(fā)或不穩(wěn)定看似未觸發(fā)或不穩(wěn)定在實際測量中，若顯示在示波器上的信在實際測量中，若顯示在示波器上的信號看上去有一個固定的形狀，但為被觸號看上去有一個固定的形狀，但為被觸發(fā)；采樣率也可能有問題。如果對信號發(fā)；采樣率也可能有問題。如果對信號采樣有所懷疑可通過改變時基來提高采采樣有所懷疑可通過改變時基來提高采樣率，最終取得最穩(wěn)定的信號。對于單樣率，最終取得最穩(wěn)定的信號。對于單次觸發(fā)，如對被測波形的情況無如何了次觸發(fā)，如對被測波形的情況無如何了解，則不可能判斷波形是否有誤。解，則不可能判斷波形是否有誤。因此，采用不正確的激勵信號，也可能因此，采用不正確的激勵信

48、號，也可能顯示一個看似正確的波形顯示一個看似正確的波形數(shù)字示波器的混迭現(xiàn)象數(shù)字示波器的混迭現(xiàn)象低速實時采樣低速實時采樣數(shù)字實時數(shù)字實時DRT等效時間等效時間當(dāng)信號不是完全重復(fù)的直觀比較當(dāng)信號不是完全重復(fù)的直觀比較人眼不能人眼不能按適當(dāng)?shù)陌催m當(dāng)?shù)捻樞蜻B接順序連接點，以得點，以得到適當(dāng)?shù)牡竭m當(dāng)?shù)牟ㄐ尾ㄐ瓮ㄟ^將采通過將采樣點連接樣點連接起來加以起來加以改善改善在滿足采樣定律的情在滿足采樣定律的情況時，也可能存在視況時，也可能存在視覺混迭現(xiàn)象。而在沒覺混迭現(xiàn)象。而在沒有內(nèi)插的情況下，決有內(nèi)插的情況下，決定混淆與視覺混淆是定混淆與視覺混淆是難以區(qū)別的難以區(qū)別的可通過點與點之間用可通過點與點之間用不同連線

49、方式來彌補(bǔ)，不同連線方式來彌補(bǔ)，此過程稱之為內(nèi)插。此過程稱之為內(nèi)插。視覺混迭視覺混迭MS/sMHzMHzTDS340A500100100100HP54600B2010044PM33822001004040PM33752501005050V60454010088VC61151001002020COM5501U2010044THS720A500100100100F99B251005500KF105B251005500K采樣率采樣率單次帶寬單次帶寬單次帶寬單次帶寬兩通道同時兩通道同時模擬帶寬模擬帶寬采樣率與單次帶寬的關(guān)系采樣率與單次帶寬的關(guān)系泰克公司數(shù)字實時采樣技術(shù)輕泰克公司數(shù)字實時采樣技術(shù)輕易地捕

50、捉到易地捕捉到5ns5ns的毛刺的毛刺最小水平時基為最小水平時基為100ns100ns，即未能對，即未能對單次毛刺進(jìn)行捕捉單次毛刺進(jìn)行捕捉采樣率決定數(shù)字示波器對單次信號的捕獲能力采樣率決定數(shù)字示波器對單次信號的捕獲能力欠幅脈沖捕捉欠幅脈沖捕捉毛刺捕捉毛刺捕捉模擬和數(shù)字示波器的主要區(qū)別在于模擬和數(shù)字示波器的主要區(qū)別在于DSO能夠存儲波形信息。這使得能夠存儲波形信息。這使得DSO在講究低在講究低重復(fù)率的現(xiàn)象或者研究完全不重復(fù)的現(xiàn)象即所謂單次信號的工作中具有特別寶貴的重復(fù)率的現(xiàn)象或者研究完全不重復(fù)的現(xiàn)象即所謂單次信號的工作中具有特別寶貴的價值。比如：沖擊電流、破壞性試驗的捕捉和測量，對欠幅脈沖、單脈

51、沖、毛刺、價值。比如：沖擊電流、破壞性試驗的捕捉和測量，對欠幅脈沖、單脈沖、毛刺、電源中斷、電壓擊穿、開關(guān)特性等等瞬態(tài)信號和非重復(fù)信號進(jìn)行捕捉和分析。電源中斷、電壓擊穿、開關(guān)特性等等瞬態(tài)信號和非重復(fù)信號進(jìn)行捕捉和分析。 （穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的分析）（穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的分析）單次信號捕獲能力的意義單次信號捕獲能力的意義屏幕掃跡顯示道采樣毛刺落在采樣點之間，在采樣模式下將丟失毛刺屏幕掃跡毛刺進(jìn)行附加的采樣，最大和最小顯示。在峰值檢測模式下捕捉到毛刺顯示道采樣對峰值檢測取更多的采樣點O OOO O O OOOOOOOOOOOO峰值檢波容許：峰值檢波容許：對所有掃描速度，以對所有掃描速度，以最高采樣率進(jìn)行采樣最高采

52、樣率進(jìn)行采樣表示作為顯示采樣點表示作為顯示采樣點的最小和最大值的最小和最大值提高對毛刺的寫入速提高對毛刺的寫入速度。避免在采樣率變度。避免在采樣率變化時丟失采樣點之間化時丟失采樣點之間的高頻信息和發(fā)現(xiàn)假的高頻信息和發(fā)現(xiàn)假波現(xiàn)象波現(xiàn)象峰值檢測是捕捉毛刺峰值檢測是捕捉毛刺和檢測混淆和假波的和檢測混淆和假波的有效方法有效方法峰值檢波峰值檢波垂直分辨率垂直分辨率:分辨率是指信號和其最小不可分部分的區(qū)別能力分辨率是指信號和其最小不可分部分的區(qū)別能力6-bit1/641.56%8-bit1/2560.39%10-bit1/10240.08%12-bit1/40960.02%垂直精度：垂直精度：是信號正確或

53、接近正確的偏差是信號正確或接近正確的偏差水平分辨率：水平分辨率：是指采樣點間的分辨能力是指采樣點間的分辨能力 兩個因數(shù)影響時間分辨率：兩個因數(shù)影響時間分辨率： 1、更高的采樣率、更高的采樣率 2、更長的記錄長度、更長的記錄長度 垂直分辨率和水平分辨率垂直分辨率和水平分辨率定義定義 一個波形記錄是可被示波器采集的波形點數(shù)一個波形記錄是可被示波器采集的波形點數(shù)最大的記錄長度由示波器的存儲容量決定最大的記錄長度由示波器的存儲容量決定記錄長度和觀看波形細(xì)節(jié)有關(guān)記錄長度和觀看波形細(xì)節(jié)有關(guān)短周期信號的圖形細(xì)節(jié)的觀看或者是長周期信號的短周期信號的圖形細(xì)節(jié)的觀看或者是長周期信號的大致圖形大致圖形要增加存儲容量

54、才能增加記錄長度要增加存儲容量才能增加記錄長度 記錄長度記錄長度Post-TriggerPre-TriggerTrigger采樣點數(shù)字化采樣點數(shù)字化時間等間隔時間等間隔可選的預(yù)可選的預(yù)/后觸發(fā)后觸發(fā)數(shù)字示波器的一個最顯著特點在于它容許用戶觀看觸發(fā)前的事件。這是因為數(shù)數(shù)字示波器的一個最顯著特點在于它容許用戶觀看觸發(fā)前的事件。這是因為數(shù)據(jù)被連續(xù)地存儲到內(nèi)存中，同時觸發(fā)事件在數(shù)據(jù)量足夠后停止采集。據(jù)被連續(xù)地存儲到內(nèi)存中，同時觸發(fā)事件在數(shù)據(jù)量足夠后停止采集。預(yù)觸發(fā)預(yù)觸發(fā)/后觸發(fā)后觸發(fā)毛刺毛刺預(yù)觸發(fā)預(yù)觸發(fā)單次采樣單次采樣其他方面應(yīng)用如其他方面應(yīng)用如 ：開關(guān)特性輸入和輸出瞬態(tài)特性，以輸出信號觸發(fā)來觀看：開

55、關(guān)特性輸入和輸出瞬態(tài)特性，以輸出信號觸發(fā)來觀看研究輸入的小信號。研究輸入的小信號。捕捉毛刺捕捉毛刺預(yù)觸發(fā)預(yù)觸發(fā)脈寬觸發(fā)僅接受 (或不接受) 由預(yù)先定義的脈寬介于兩個時間限制之間的，選擇正負(fù)極性的脈沖觸發(fā) 。TimeT1(+)(-)T2斜率觸發(fā)在信號從高到低和/或從低到高的門限時間慢于（大于）或快于（小于）規(guī)定的時間及正負(fù)極性時觸發(fā)如果快于觸發(fā) 如果慢于觸發(fā)觸發(fā)如果快于 觸發(fā)如果慢于高電平門限 低電平門限+ 極性低到高時間間隔時間建立/保持觸發(fā)如果 或數(shù)據(jù)沿（瞬態(tài)）在預(yù)先定義的正極性時鐘 沿（或 負(fù)極性）建立保持時間窗口內(nèi)時，觸發(fā)時鐘源(任何通道)時鐘電平 XX建立時間保持時間 數(shù)據(jù)電平 觸發(fā)參

56、考 觸發(fā)參考 保持時間違反 建立時間違反 數(shù)據(jù)源 (任何通道l)Time高級觸發(fā)功能的模式，主要針對數(shù)字高級觸發(fā)功能的模式，主要針對數(shù)字信號。當(dāng)對偶爾出現(xiàn)問題的信號現(xiàn)象信號。當(dāng)對偶爾出現(xiàn)問題的信號現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測，此種觸發(fā)模式是很有用的進(jìn)行預(yù)測，此種觸發(fā)模式是很有用的是基于確定脈沖的受限狀態(tài)況，以及是基于確定脈沖的受限狀態(tài)況，以及安排用一個脈沖，或者是與這些狀況安排用一個脈沖，或者是與這些狀況相匹配的脈沖來觸發(fā)。相匹配的脈沖來觸發(fā)。數(shù)字示波器的高級觸發(fā)功能數(shù)字示波器的高級觸發(fā)功能滾動模式是一種可以應(yīng)用于全連續(xù)顯示的方式滾動模式是一種可以應(yīng)用于全連續(xù)顯示的方式在這種模式下，示波器采集采樣點并立即將采

57、集的數(shù)據(jù)在這種模式下，示波器采集采樣點并立即將采集的數(shù)據(jù)復(fù)制到顯示存儲器。而這些新的采樣點顯示于屏幕的右復(fù)制到顯示存儲器。而這些新的采樣點顯示于屏幕的右面，屏幕上已有的波形則向左滾動。老的采樣點一但移面，屏幕上已有的波形則向左滾動。老的采樣點一但移到屏幕左面即行消失這樣一來屏幕上顯示的波形總是反到屏幕左面即行消失這樣一來屏幕上顯示的波形總是反映出最新信號對時間變化的情況映出最新信號對時間變化的情況由于有了滾動模式，就可以用示波器來代替圖表記錄儀由于有了滾動模式，就可以用示波器來代替圖表記錄儀來顯示慢變化的現(xiàn)象，如化學(xué)過程、電池的沖放電周期來顯示慢變化的現(xiàn)象，如化學(xué)過程、電池的沖放電周期或溫度對

58、系統(tǒng)性能的影響等?；驕囟葘ο到y(tǒng)性能的影響等。數(shù)字示波器滾動模式數(shù)字示波器滾動模式運用包絡(luò)（點累積顯示）的運用包絡(luò)（點累積顯示）的功能測量信號的抖動功能測量信號的抖動當(dāng)被測信號隨著時間變化時，要觀察信號的幅當(dāng)被測信號隨著時間變化時，要觀察信號的幅度或者抖動的現(xiàn)象時。打開包絡(luò)模式以后，示度或者抖動的現(xiàn)象時。打開包絡(luò)模式以后，示波器在各次連續(xù)采集過程中對波形記錄中的每波器在各次連續(xù)采集過程中對波形記錄中的每個采樣點位置的最小值和最大值都存儲下來，個采樣點位置的最小值和最大值都存儲下來，并以此構(gòu)成波形顯示。這種模式可采用可變余并以此構(gòu)成波形顯示。這種模式可采用可變余暉的調(diào)節(jié)，使采樣點在屏幕上保持一定的

59、時間，暉的調(diào)節(jié)，使采樣點在屏幕上保持一定的時間，直至無限顯示。無限余暉的顯示的用途之一是直至無限顯示。無限余暉的顯示的用途之一是測量信號最壞的情況。如波形抖動。見圖測量信號最壞的情況。如波形抖動。見圖包絡(luò)包括點和矢量顯示和余暉顯示包絡(luò)包括點和矢量顯示和余暉顯示顯示包絡(luò)線顯示包絡(luò)線檢測漂移檢測漂移測量抖動測量抖動監(jiān)察毛刺和觀察峰峰值噪聲監(jiān)察毛刺和觀察峰峰值噪聲包絡(luò)模式包絡(luò)模式AB圖圖A A波形軌跡通過平均除去了波形軌跡通過平均除去了圖圖B B波形軌跡中的雜波。注意波形軌跡中的雜波。注意波形的上升時間（帶寬）沒波形的上升時間（帶寬）沒有改變。有改變。平均的方法是把連續(xù)的各次波形采集的結(jié)平均的方法是

60、把連續(xù)的各次波形采集的結(jié)果組合在一起，采用平均的可以減少疊加果組合在一起，采用平均的可以減少疊加在信號上的噪聲。經(jīng)過平均處理的波形都在信號上的噪聲。經(jīng)過平均處理的波形都是由個次連續(xù)采集的的波形上相同位置的是由個次連續(xù)采集的的波形上相同位置的采集值通過平均運算而獲得的?？梢杂行Р杉低ㄟ^平均運算而獲得的?？梢杂行岣卟ㄐ蔚拇怪狈直媛省Ｌ岣卟ㄐ蔚拇怪狈直媛?。采用平均的方法，示波器要用更長的時采用平均的方法，示波器要用更長的時間才能響應(yīng)信號的變化。間才能響應(yīng)信號的變化。平均：將噪聲刪除，對信號進(jìn)行精確測平均：將噪聲刪除，對信號進(jìn)行精確測量量產(chǎn)生噪聲的原因：惡劣的屏蔽、高頻干產(chǎn)生噪聲的原因：惡劣的屏蔽