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數(shù)字示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實驗現(xiàn)象、分析實驗中的問題、測量實驗結(jié)果的重要儀器。由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準信號源組成。 數(shù)字示波器的指標(biāo)主要有三個：帶寬、采樣率、內(nèi)存深度。下面分別介紹。 一、帶寬 帶寬是示波器重要的一個指標(biāo)，它決定了所用儀器測量高頻信號的能力。對于一般的放大器，其增益不可能在任何頻率下都保持一致，當(dāng)然儀器中使用的放大器也是如此。放大器的工作頻點是從直流開始的，其增益隨著輸入信號的頻率增高會逐漸下降。一般把放大器增益下降-3dB對應(yīng)的頻點稱為這個放大器的帶寬。帶寬也是這樣定義的。 二、采樣率 被測信號經(jīng)過儀器前端的放大、衰減等信號調(diào)理電路后，接下來就是進行信號的采樣和數(shù)字量化，而信號的采樣和數(shù)字化是通過高速的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來完成的，采樣率就是指對輸入信號進行A/D轉(zhuǎn)換時采樣時鐘的頻率。輸入到儀器的信號是模擬信號，模擬信號在時間和數(shù)值上都是連續(xù)的，也就是對于任意時刻，都有確定的電壓值，而且電壓的幅值是連續(xù)的。與模擬信號不同，數(shù)字信號在時間和數(shù)值上都是離散的，電壓的變化在時間上不連續(xù)，總是發(fā)生在離散的瞬間，而且電壓的數(shù)值是最小量值的整數(shù)倍。模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)化后，在時間和電壓上連續(xù)變化的波形就變?yōu)橐粋�個離散的數(shù)字化的樣點，而這過程中要盡可能真實地重建波形，最重要的是在水平方向上的時間軸上的采樣點是否足夠密集和在垂直方向上的電壓的量化級數(shù)。水平方向采樣點的間隔取決于ADC的采樣率，而垂直方向的電壓量化級數(shù)則取決于ADC的位數(shù)。高速采樣之后，再根據(jù)這些連續(xù)的采樣的樣點恢復(fù)波形。數(shù)字信號處理中的奈奎斯特定律告訴我們，如果被測信號的帶寬是有限的，那么在對信號進行采樣和量化時，如果采樣率是被測信號的帶寬的2倍以上，就可以會恢復(fù)信號中承載的信息。 三、內(nèi)存深度 對于高速的數(shù)字實時示波器來說，由于其采樣率很高，這個高速的數(shù)據(jù)以現(xiàn)有的數(shù)字處理技術(shù)是不可能實時處理的。所以在工作時都是先把信號采集一段到其高速緩存中，然后再把緩存中的數(shù)據(jù)讀出來顯示。這段緩存的深度，有時也稱為內(nèi)存深度(存儲深度)，決定了設(shè)備在進行一次連續(xù)采集時所能采集到的最長的時間長度。通常用以下公式計算能夠一次連續(xù)采集的波形長度：時間長度=內(nèi)存深度/采樣率。 需要注意的是，一般我們所說的內(nèi)存深度是這臺設(shè)備配置的最大內(nèi)存深度。由于內(nèi)存深度設(shè)置很深時設(shè)備要處理的數(shù)據(jù)量很多，可能波形的更新速度會很慢。有的廠商為改善用戶使用的感受，默認會根據(jù)示波器時基刻度來自動調(diào)整所用的內(nèi)存深度，而當(dāng)內(nèi)存深度增加到最大仍不足以保證采集更長的時間時，通常會自動降低采樣率以獲得更長的采樣時間。因此在增加時基刻度時，非常重要的一點是要注意觀察采樣率的變化，防止采樣率的下降造成信號的失真或混疊。文章來源：http://www.d-wellmeter.com/dwy-Article-3135328/ |
