archivetemp數(shù)字示波器

1、數(shù)字示波器實驗 數(shù)字示波器實驗示波器是一種用途廣泛的電子儀器，可分為普通模擬示波器（Cathode Ray Tube,CRT）和數(shù)字存儲示波器（Digital Storage oscilloscopes-DSO） 。DSO 是在 ART 的基礎上發(fā)展起來的，其核心單元為數(shù)字存儲器，以數(shù)字編碼的形式貯存信號，貯存的數(shù)據(jù)用來在示波器的屏幕上重建信號波形。示波器的重要特點是能把本來抽象的電信號變化過程轉變?yōu)榭梢钥吹靡姷膱D像。例如：示波器可以用

2、來觀察交流電壓（或電流）的波形、測量頻率、相位、電壓（或電流）和功率等。此外，許多非電過程轉換為電過程后，也可以通過示波器來觀察和測量?！緦嶒災康呐c要求 實驗目的與要求】1．熟練掌握雙蹤數(shù)字合成函數(shù)信號發(fā)生器和雙蹤數(shù)字示波器的操作；2．進一步學習用數(shù)字示波器觀察和測量信號波形；3．利用數(shù)字示波器捕捉非周期性瞬態(tài)信號。【實驗原理 實驗原理】電子設備可以劃分為兩類：模擬設備和數(shù)字設備。模擬設備的電壓變化連續(xù)，而數(shù)字設備處理的是代表電壓采樣的

3、離散二元碼。傳統(tǒng)的電唱機是模擬設備，而 CD 播放器是屬于數(shù)字設備。同樣，示波器也分為模擬和數(shù)字類型。模擬和數(shù)字示波器都能夠勝任大多數(shù)的應用。但是，對于一些特定應用，由于兩者具備的不同特性，每種類型都有適合和不適合的地方。作進一步劃分，數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲示波器（DSO） 、數(shù)字熒光示波器（DPO）和采樣示波器。1.模擬示波器 模擬示波器示波器動態(tài)顯示物理量隨時間變化的基本思路是將這些變化量轉換成隨時間變化的電壓，加在電極板上，極

4、板間形成相應的變化電場，使得進入變化電場的電子運動情況相應地隨時間變化，最后把電子運動的軌跡用熒光屏顯示出來。模擬示波器的基本結構包括兩大部分：示波管和控制示波器的電路。示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成真空，內部裝有電子槍和兩對相互垂直的偏轉板，在喇叭口狀的曲面壁上涂有熒光物質，構成熒光顯示屏。電子槍的燈絲通電后使陰極受熱而發(fā)射電子。當高速電子撞擊在熒光屏上前，要經(jīng)過相互正交放置的 X、Y 偏向板。Y 偏轉板是水平放置的兩塊電極板，加在

5、Y 偏轉板上的電壓可以控制電子束在鉛直方向上的運動。X 偏轉板是豎直放置的兩塊電極，加在 X 偏轉板上的變化電壓可以控制電子束在水平方向的運動。撞擊在熒光屏上的電子會使熒光物質發(fā)光，在屏上就能看到電子束的軌跡。電子運動隨時間而變化的情況，可在熒光屏上顯示出來。于1ms，當輸入信號消失，波形也消失，主要用來觀察周期性的重復信號。如果信號在１s內只有幾次，甚至于信號只發(fā)生一次，使用模擬示波器則幾乎不能觀察這些信號。CRT 限制著模擬示波器顯

6、示的頻率范圍。在頻率非常低的地方，信號呈現(xiàn)出明亮而緩慢移動的點，而很難分辨出波形。在高頻處，起局限作用的是CRT的寫速度。當信號頻率超過CRT的寫速度時，顯示出來的過于暗淡，難于觀察。模擬示波器的極限頻率約為1GHz。此外，用戶只能進行手動測量，例如對屏幕上顯示的波形曲線進行分析、在屏幕上計算格數(shù)以求出波形幅度和時間間隔，這對于普通的波形來說是可行的，能獲得中等的準確度，對于復雜的波形則困難得多。數(shù)字存儲示波器（Digital Stor

7、age oscilloscopes-DSO）克服了所有這些缺點，它將信號以數(shù)字編碼的形式貯存在存儲器中。如圖3所示，當信號進入DSO和到達CRT的偏轉電路之前，示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進行采樣，對輸入信號進行采樣的速度稱為采樣速率。然后，用一個模/數(shù)變換器（ADC）對這些瞬時采樣值進行變換，生成代表每一個采樣電壓的二進制數(shù)值，這個過程稱為數(shù)字化。獲得的二進制數(shù)值貯存在存儲器中,貯存的數(shù)據(jù)用來在示波器的屏幕上重建信號波形。所以，

8、在示波器屏幕上顯示的波形總是由所采集到的數(shù)據(jù)重建的波形，而不是輸入連接端上所加信號的立即的、連續(xù)的波形顯示。圖3 數(shù)字示波器結構示意圖 數(shù)字示波器結構示意圖DSO 和CRT相比，具有更多的優(yōu)點和功能，例如它可以顯示大量的預觸發(fā)信息，波形可以長期儲存，可以在計算機或打印機上制作硬拷貝，可捕獲單次信號和非周期信號，波形信息可用數(shù)學運算方法進行處理和顯示，與計算機相連后進行遙控操作，通過光標和參數(shù)自動測量可實現(xiàn)對多項波形參數(shù)進行測量，通道之間