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示波器基础知识

示波器基础知识

点击数:7730 次   录入时间:03-04 12:00:14   整理:http://www.55dianzi.com   工具仪器的使用及介绍

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图32 毛刺触发

 

—时间限定触发  

   这种触发方式使得示波器在满足一定的时间长度要求的条件下,可以按上述任何一种方式触发。这种时间长度要求可以是要注某一最小时间长度(如果时间长于某值则为有效),要求某一最大时间长度或者要求某一个从最小值到最大值的时间范围。时间限定触发对于按照系统不能满足正常工作条件来触发以对系统进行检测时非常肜的。还可有用这种触方式来探测连续工作信号发生的中断现象。

—事件延迟  

   这种触发方式使示波器多个信号的情况来触发,而其中的一个入号,用来延迟采集的超始点。触发周期是由一个主信号,通常为多个信号通道之一启动的。接收到主触发信号以后,示波器就开始检查第二个信号(这也可能还是那个主触发信号,但取不同的电平),并对这个信号上的触发事件进行计数,当达到预先规定的触发事件数时,示波器就开始采集波形,见图33。  

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图33 事件延迟

 

典型应用实例为串行数据线、控制系统及机械环境等。 

—N次周期  

   这种功能可以用来从输入信号中选出每个第N次出现的波形,然后将这种选出的信号加到正常触发系统来使示波器触发。当一个信号受到它的谐波的影响而失真,也就是说这个信号是周期性的但其各个周期并不完全相同,这种情况下,N次周期触发方式特别有用。例如,其一系统按一固定频率运行,但是每过12个脉冲,脉冲宽度就变得宽一些。这时可以选择“N=周期=12”,这样示波器就只对这些变宽的脉冲作出响应,引起触发。 

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图34 N次周期触发

 

波形存贮  

   被测信号的波形形存入存储器以后,可以将其复制到所谓的后备存储器或寄存器中,供以后进行分析或作参考及比较的目的使用,DSO中通常装有多个这种存储器可以按扫迹存储器的方式设置,这时示波器多通道采集的每一条扫迹将分别存贮,也可将后务存储器设置为记录存储器,这时示波器将多通道采集所有数据同时存贮了所有有关的时间信息。
   示波器配备大量的后备存储器对于在现场工作的工程师是很方便的。这时工程师可以把现场测量期间所有有关的波形都存贮下来,以便以后生成硬考贝,或将这些波形传往计算机再作进一步的分析。 

显示算法,内插和点连接  

   我们在DSO屏幕上看到的波形是由存储器中的采样点重建出来的信号波形。这时示波器在屏幕上显示出这些采样点,并在这些采样点之间画出连线,这种波形显示的工作可以按几种方法来作,最简单的方法是在各个采样点之间用直线连接,这种京都我为线性内差,只要各采样点之间告得很近,例如每格50个采样点,用这种方法就能获得足够的重建波形,如果在信号跳变沿前后都采集了采样点,那么用这种方法就可以观察领事的沿,如果将显示的波形在水平方向放大,使得采集的采样点之间的距离变大,那么示波器屏幕上信号波形的亮度就会降低,所以,示波器是通过计算出内插的或显示的采样值来保持屏幕上显示的采样点数足够高,当屏幕上的波形在水平方向放大得很大时,在屏幕上显示出一条通过各采样点的连续的曲线就比在采点之间用直线连接要好得多,为此可用使用正弦内插法。采用这种方法时,在屏幕上将各个采集的采样点用幅度和频率均为可变的最佳正弦拟合曲线连接直来。采用了内插的方法以后,既使当屏幕上每格的采样点数较少时也能得到和模拟示波器显示波形类似的自然平滑的重建波形。
   为了察看真正的采样点,示波器通常设有点显示方式,在此方式之下,不使用任何内插方法。选择这种方式以后,我们在屏幕上只能看到用离散亮点表示采样点,而在这些点之间没有任何连线。 

窗口模式  

   当我们进行信号比较时,例如将一新采集的波形和以前存贮的信号波形比较时,把这两个波形扫迹显示在示波器屏幕的不同区域会是很有用处的。为此,示波器又设有窗口模式,这个模式将示波器屏幕分成两个或多个区域以显示不同的扫迹,由于减小了显示波形幅度的情况下,还能获得优化的测量准确度, 

2.3 自动测量和处理  

自动测量  

   示波器用来显示信号的波形,并对诸如:峰〈一〉峰值幅度,RMS幅度、DC电平、频率、脉冲宽度、上升时间等波形参数进行测量。对于任何波形来说,这些波表参数都可以使用大家熟知的数学方法来测量计算,我们将在第六章对此进行介绍。
   在使用模拟示波器的时候,用户只能进行手动测量,例如对屏幕上显示的波形曲线进行解释分析、在屏幕上计算格数以求出波形幅度和时间间隔,殖民地用数学定义算出测量结果,对于西藏的波形来说,这种方法虽然只能获得中等的准确度,但方法是可行的。而对于更加复杂的波形来说,使用这方法要困难得多,并且可能需要进行某些推测。
   当使用DSO时,只要示波器已经采集了信号波形,就获得了所有的波形信息数据,根据这些数据就能自动计算出要测量的参数,得到更加准确,可靠的结果,整个过程极为迅速,简便。
   多数DSO都能对一个或多个通道上的输入信号同时进行两个或我个参数的测量,困此可以用来进行信号间的比较,例如比较一个放大器或衰减器的输入和输出信号。
   另外,如果示波器对存贮的波形和新采集的波形都能进行能进行参数测量,那将会是非常方便的。这就使我们能对实际信号的性能和标准信号的性能进行比较,也使我们可以观察时间对信号的响应变化或者对系统修改后的变化影响。
   示波器上最完全的参数测量功能还应包括用统计形式给出测量结果,这就是说,在一个较长的波形采集期间中的任何时刻,示波器应给出某一特定测量参数的最小值,最大值和平均值,使用这一功能我们就可以发现一个系统性能变化的趋势而而无须连续监视示波器屏幕显示的内容。
   应当记住,任何示波器的参数测量都是通过对采集的数据进行分析来进行的,所以,参数测量的结果都源于在示波器中存贮的采集到的波形,这就意味着,示波器的设置情况对参数测量和结果会有影响,例如,如果示波器的时基速度设置得比较慢,比如说设置为1ms/格,而要对一个估计为50ns至100ns的上升沿进行上升时间测量,那么由于采集过程中时间分辩集约的限制,我们就无法测出正确的结果,为了进行这项参数测量,我们应当把示波器的时基设置得足够快,例如设置为50ns/格以便以足够细的时间分辨率显示出被测波形的上升沿。
 

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图35 用统计的格式给出峰〈-〉峰值电压和频率测量值的屏幕显示情况。
其中给出了这两个参数的的最小值,平均值和最大值随时间的变化

 

在第六章我们将详细讨论各种不同参数的定义、测量方法以及如何用手动和自动的方式进行这些参数的测量。  

数字处理  

   示波器所采集的波形数据中包含了非常丰富的信息,用来显示这些数据的一种非常有用的形式就是波形显示,即用垂直坐标轴表示电压、用水平坐标轴表示时间。这就是Y-t显示方式。
   另一种显示波形数据的方法是用两上通道的波形数据来画图。这时对显示的每个数据点来说,其水平位置代表一个通道的数据值,而其垂直位置则表示另一个通道的数据值,这种显示模式称为X对Y模式,或简称为X-Y模式,用这种模式,用户可以观察频率相关联的两个信号之间的相位或时间关系,X-Y模式对于测试相移器和滤波器极为有用,还可以和运动传感器配合使用来检查运动系统的振动情况。
   在X-Y模式下,DSO比模拟示波器优越地地方在于这时DSO的带宽为示波器的全部采集带宽,而在X-Y模式下DSO显示的是在某一单个记录中所包含的采样点数据。这些数据只能表示在一个有限的时间期间(该记录的时间长度)的波形,而在X-Y模式下模拟示波器给出的是一个连续的,活的显示图形。

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