1、第六章第六章 信號的顯示和測量信號的顯示和測量6.1 引言引言1.1.顯示信號的必要性顯示信號的必要性 示波器將電信號作為時間的函數(shù)顯示在屏幕上示波器將電信號作為時間的函數(shù)顯示在屏幕上, ,從而可以觀察波形從而可以觀察波形, ,測量一些參數(shù)測量一些參數(shù), ,還能測量兩個信號還能測量兩個信號的時間和相位關(guān)系的時間和相位關(guān)系. . 廣義上廣義上, ,示波器是一種能夠表現(xiàn)兩個相互關(guān)聯(lián)的示波器是一種能夠表現(xiàn)兩個相互關(guān)聯(lián)的X-YX-Y坐標(biāo)圖形的顯示儀器坐標(biāo)圖形的顯示儀器. . 數(shù)字存儲示波器的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字存儲示波器的關(guān)鍵技術(shù)( (數(shù)據(jù)的采集和存儲數(shù)據(jù)的采集和存儲) )是連接模擬和數(shù)字測量的基本技術(shù)是連接

2、模擬和數(shù)字測量的基本技術(shù). . 2.示波器的發(fā)展和現(xiàn)狀示波器的發(fā)展和現(xiàn)狀 19341934年年B.B.杜蒙發(fā)表杜蒙發(fā)表137137型示波器型示波器現(xiàn)代示波器雛形現(xiàn)代示波器雛形 七十多年來示波器的技術(shù)進(jìn)程分為三個階段七十多年來示波器的技術(shù)進(jìn)程分為三個階段: : (1)20 (1)20世紀(jì)世紀(jì)3030到到5050年代是通用示波器的誕生和實(shí)年代是通用示波器的誕生和實(shí) 用化并且品種繽紛的階段用化并且品種繽紛的階段. . (2)20 (2)20世紀(jì)世紀(jì)6060年代示波器技術(shù)不斷提高年代示波器技術(shù)不斷提高, ,表現(xiàn)為帶表現(xiàn)為帶 寬的不斷上升寬的不斷上升. . (3)20 (3)20世紀(jì)世紀(jì)7070年代以后

3、，年代以后，19791979年示波器的帶寬達(dá)到年示波器的帶寬達(dá)到 1GHz,1GHz,創(chuàng)造了通用示波器的帶寬高峰創(chuàng)造了通用示波器的帶寬高峰. . 1983 1983年，帶寬為年，帶寬為50KHz50KHz的的數(shù)字存儲示波器（數(shù)字存儲示波器（DSODSO）問世問世 1998 1998年，年，TEKTEK公司推出了公司推出了數(shù)字熒光示波器（數(shù)字熒光示波器（DPODPO）3.3.示波器的分類示波器的分類(1)(1)通用示波器通用示波器模擬示波器模擬示波器數(shù)字示波器數(shù)字示波器 數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器-DSO, -DSO, 數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器-DPO -DPO 取樣示波器取樣示波器 采用

4、取樣技術(shù)將高頻周期信號轉(zhuǎn)化為低頻信號采用取樣技術(shù)將高頻周期信號轉(zhuǎn)化為低頻信號. .(2)(2)特種示波器特種示波器v第一代第一代 模擬示波器（模擬示波器（ARTART） 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時實(shí)時顯示、顯示、灰度灰度熒光顯示熒光顯示 缺點(diǎn)：不能進(jìn)行波形存儲、波形分析缺點(diǎn)：不能進(jìn)行波形存儲、波形分析v第二代第二代 數(shù)字存儲示波器（數(shù)字存儲示波器（DSODSO） 優(yōu)點(diǎn)：能進(jìn)行波形存儲、波形分析優(yōu)點(diǎn)：能進(jìn)行波形存儲、波形分析 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：非實(shí)時非實(shí)時顯示、不能用亮度表示信號頻度顯示、不能用亮度表示信號頻度v第三代第三代 數(shù)字熒光示波器（數(shù)字熒光示波器（DPODPO）結(jié)合了結(jié)合了ARTART和和DSODSO

5、的優(yōu)點(diǎn)，摒棄其缺點(diǎn)。的優(yōu)點(diǎn)，摒棄其缺點(diǎn)。 準(zhǔn)實(shí)時準(zhǔn)實(shí)時顯示、顯示、數(shù)字?jǐn)?shù)字熒光顯示熒光顯示TEK DPO4104開發(fā)的開發(fā)的DPO樣機(jī)樣機(jī)示波器最新產(chǎn)品示波器最新產(chǎn)品v泰克泰克混合域示波器（混合域示波器（MDO4000MDO4000系列）系列）vMDO4000MDO4000系列系列混合域示波器是由美國泰克公司混合域示波器是由美國泰克公司20112011年年9 9月推月推出的世界首創(chuàng)也是唯一的集出的世界首創(chuàng)也是唯一的集數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器、頻譜分析儀頻譜分析儀、邏輯分析儀邏輯分析儀、總線協(xié)議分析儀總線協(xié)議分析儀、調(diào)制域分析儀調(diào)制域分析儀五種儀器五種儀器功能于一身的功能于一身的跨域分析示波

6、器跨域分析示波器。v該系列示波器是近二十年來示波器市場中最富革命性的一該系列示波器是近二十年來示波器市場中最富革命性的一個新產(chǎn)品、新品種、新技術(shù)。自它誕生之日起，已經(jīng)獲得個新產(chǎn)品、新品種、新技術(shù)。自它誕生之日起，已經(jīng)獲得國內(nèi)外國內(nèi)外十多個最佳創(chuàng)新獎項(xiàng)十多個最佳創(chuàng)新獎項(xiàng)。v利用創(chuàng)新性的利用創(chuàng)新性的時域、頻域、調(diào)制域時域、頻域、調(diào)制域時間相關(guān)的跨域分析技時間相關(guān)的跨域分析技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)測量手段無法發(fā)現(xiàn)的嵌入式系統(tǒng)、無線術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)測量手段無法發(fā)現(xiàn)的嵌入式系統(tǒng)、無線系統(tǒng)，基帶與射頻電路的各種硬件、軟件與系統(tǒng)問題。系統(tǒng)，基帶與射頻電路的各種硬件、軟件與系統(tǒng)問題。 主要性能指標(biāo)：主要性能指標(biāo)：v

7、四通道四通道1GHz 1GHz 帶寬、帶寬、5Gsps5Gsps最高采樣率、最高采樣率、20M20M存儲深度、存儲深度、4040萬幀萬幀/ /秒最高捕獲更新率的秒最高捕獲更新率的數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器的功能；的功能；v具有具有 16 16 通道通道60.660.6 ps ps 的精細(xì)定時分辨率的精細(xì)定時分辨率邏輯分析儀邏輯分析儀；v具有多種串行總線、以太網(wǎng)、具有多種串行總線、以太網(wǎng)、USBUSB、音頻等串行觸發(fā)與分、音頻等串行觸發(fā)與分析的析的總線分析儀總線分析儀的功能；的功能；v具有具有50KHz50KHz至至6GHz6GHz頻率范圍的頻率范圍的頻譜分析儀頻譜分析儀的功能；的功能；v具有

8、大于等于具有大于等于1GHz 1GHz 帶寬的帶寬的調(diào)制域分析儀調(diào)制域分析儀的功能的功能 v安捷倫安捷倫Infiniivision 4000 xInfiniivision 4000 x系列系列像平板電腦一樣易用；可在任何波形觸發(fā)；可升級像平板電腦一樣易用；可在任何波形觸發(fā)；可升級 主要性能主要性能： 超凡速度：超凡速度： v100100萬幀波形萬幀波形/ /秒的更新速率（超越同檔產(chǎn)品秒的更新速率（超越同檔產(chǎn)品2020倍）倍）v完美的完美的 MegaZoom IV MegaZoom IV 智能存儲器技術(shù)智能存儲器技術(shù) v標(biāo)配的分段存儲器標(biāo)配的分段存儲器 超凡可用性：超凡可用性： v業(yè)界最大的業(yè)界

9、最大的 12.1 12.1 英寸電容觸摸屏英寸電容觸摸屏 v觸摸式界面觸摸式界面 v創(chuàng)新的創(chuàng)新的 InfiniiScan Zone InfiniiScan Zone 硬件觸摸觸發(fā)技術(shù)硬件觸摸觸發(fā)技術(shù) 只需在指定信號周圍繪制一個方框，示波器便可在只需在指定信號周圍繪制一個方框，示波器便可在這些信號上進(jìn)行觸發(fā)。因此只要能看見波形，便可這些信號上進(jìn)行觸發(fā)。因此只要能看見波形，便可在其上進(jìn)行觸發(fā)。在其上進(jìn)行觸發(fā)。 超凡綜合性：超凡綜合性： 五位一體的綜合性儀器，包括帶寬在五位一體的綜合性儀器，包括帶寬在內(nèi)的特性均可進(jìn)行升級內(nèi)的特性均可進(jìn)行升級 v示波器示波器 v邏輯分析儀（邏輯分析儀（MSOMSO）

10、vUSB USB 端口串行協(xié)議分析儀（可選）端口串行協(xié)議分析儀（可選） vWaveGen 20MHz WaveGen 20MHz 雙通道雙通道函數(shù)函數(shù)/ /任意波形發(fā)任意波形發(fā)生器生器（可選）（可選） v可提供可提供 3 3 位電壓和位電壓和 5 5 位頻率計數(shù)器測量位頻率計數(shù)器測量的的數(shù)字電壓表數(shù)字電壓表（DVMDVM）選件）選件 v力科力科高分辨率示波器（高分辨率示波器（HDO6000HDO6000系列）系列） Key Featuresv12-bit ADC resolution, up to 15 bits with enhanced resolution v350 MHz, 500 M

11、Hz and 1 GHz bandwidths vLong Memory - up to 250 Mpts/Ch v12.1 Multi-touch screen display with small footprint vSpectrum Analyzer Mode standard vWaveScan - Advanced Search and Find vHistory Mode - Waveform Playback vPower Analysis Software vJITKIT Clock-Data Jitter Analysis vSerial Data Trigger and

12、Decode vLabNotebook Report Generation vAdvanced Trigger Tools including TriggerScan and Software Assisted Triggerv力科力科高分辨率示波器（高分辨率示波器（HDO6000HDO6000系列）系列）6.2 模擬示波器工作原理模擬示波器工作原理信號顯示原理信號顯示原理 顯示器件是示波管顯示器件是示波管, ,它可以同時接受兩個信號的作用它可以同時接受兩個信號的作用. .被被測信號的電壓和掃描電壓同時作用于示波管測信號的電壓和掃描電壓同時作用于示波管, ,驅(qū)動其電子束運(yùn)驅(qū)動其電子束運(yùn)動動,

13、,使之在屏幕上產(chǎn)生二維坐標(biāo)的顯示。如圖使之在屏幕上產(chǎn)生二維坐標(biāo)的顯示。如圖6-16-1所示。因此，所示。因此，示波器能夠顯示被測信號隨時間變化的波形。示波器能夠顯示被測信號隨時間變化的波形。 示波器原理示波器原理 示波器是以示波管為核心的電子儀器，其原理結(jié)構(gòu)圖如示波器是以示波管為核心的電子儀器，其原理結(jié)構(gòu)圖如圖圖6-26-2所示。一個較為實(shí)用的示波器基本組成圖如圖所示。一個較為實(shí)用的示波器基本組成圖如圖6-3(a)6-3(a)所所示。示。 垂直輸入電路垂直輸入電路包括輸入衰減器、前置放大器，對各種幅度包括輸入衰減器、前置放大器，對各種幅度的被測信號進(jìn)行衰減或放大。的被測信號進(jìn)行衰減或放大。 垂

14、直末級放大器垂直末級放大器對信號進(jìn)一步放大，以滿足對信號進(jìn)一步放大，以滿足Y Y偏轉(zhuǎn)板的要求。偏轉(zhuǎn)板的要求。 觸發(fā)電路觸發(fā)電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖啟動時基發(fā)生器工作。產(chǎn)生觸發(fā)脈沖啟動時基發(fā)生器工作。 時基發(fā)生器時基發(fā)生器是掃描電路的核心，由它產(chǎn)生掃描電壓。是掃描電路的核心，由它產(chǎn)生掃描電壓。 水平末級放大器水平末級放大器對掃描電壓進(jìn)行放大，以滿足對掃描電壓進(jìn)行放大，以滿足X X偏轉(zhuǎn)板的要偏轉(zhuǎn)板的要求。求。 Z Z電路電路控制熒光屏顯示的亮暗程度控制熒光屏顯示的亮暗程度 延遲級延遲級是為了能在屏幕上觀測到被測信號的起始部分，因是為了能在屏幕上觀測到被測信號的起始部分，因?yàn)樗酵ǖ赖难舆t時間比垂直通道的延

15、遲時間要長，所以要為水平通道的延遲時間比垂直通道的延遲時間要長，所以要在在Y Y通道加一延遲級以推遲被測信號到達(dá)通道加一延遲級以推遲被測信號到達(dá)Y Y偏轉(zhuǎn)板的時間。偏轉(zhuǎn)板的時間。 圖圖6-3(b)6-3(b)為電路各點(diǎn)的波形。為電路各點(diǎn)的波形。 模擬示波器的主要技術(shù)指標(biāo)模擬示波器的主要技術(shù)指標(biāo): (1)Y通道的帶寬和上升時間通道的帶寬和上升時間hlBWffY通道的帶寬高端頻率低端頻率0lf 時時hBWf0.35rtBW 上升時間上升時間tr和帶寬和帶寬BW相互關(guān)聯(lián)相互關(guān)聯(lián), 當(dāng)當(dāng)Y Y通道頻響通道頻響等效為一階等效為一階RCRC特性時，特性時，它們有如下的關(guān)系它們有如下的關(guān)系: 影響垂直通道帶

16、寬的因素影響垂直通道帶寬的因素:（1）垂直通道的增益）垂直通道的增益fyyDAD（2）多級小信號放大器的帶寬和增益）多級小信號放大器的帶寬和增益 Y 通道由多級放大器組成，總的增益為通道由多級放大器組成，總的增益為12nAAAA垂直通道的帶寬取決于各級放大器的帶寬垂直通道的帶寬取決于各級放大器的帶寬222121111()()()nBWBWBWBW 由上式可見，由上式可見，示波器的帶寬示波器的帶寬小于小于Y通道中通道中任何任何一級放大器的帶寬一級放大器的帶寬。 Y通道通道放大器為多級時放大器為多級時，其頻響，其頻響不能等效為一不能等效為一階階RC特性特性，乘積也就不是，乘積也就不是0.35了，具

17、體見了，具體見表表6-3表表6-3 y通道不同頻響時帶寬和上通道不同頻響時帶寬和上升時間的乘積升時間的乘積 若被測信號的上升時間為若被測信號的上升時間為ts, ts, 屏幕顯示波形的屏幕顯示波形的上升時間為上升時間為trd, trd, 則則 （式式6-4） 示波器的探頭示波器的探頭等效為等效為RC電路，因此，它也要電路，因此，它也要影響示波器測量的帶寬和上升時間影響示波器測量的帶寬和上升時間，這時測量波形，這時測量波形的上升時間為的上升時間為trd 示波器包括探頭在內(nèi)的總的上升時間示波器包括探頭在內(nèi)的總的上升時間式中式中 trp 探頭的上升時間探頭的上升時間222trptrstr trd22s

18、rrdttt 帶寬指標(biāo)的選擇依據(jù)：帶寬指標(biāo)的選擇依據(jù)： 5 5倍帶寬法則倍帶寬法則選擇示波器的帶寬為被測信號最選擇示波器的帶寬為被測信號最 高頻率分量的高頻率分量的5 5倍倍 非正弦信號非正弦信號，例如方波，由于其陡峭前后沿具有豐，例如方波，由于其陡峭前后沿具有豐富的富的高次諧波分量高次諧波分量，如果示波器的帶寬選擇不當(dāng)，就，如果示波器的帶寬選擇不當(dāng)，就有可能得到錯誤的測量結(jié)果。有可能得到錯誤的測量結(jié)果。 圖圖6-186-18表示表示33MHz33MHz時鐘信號分別用時鐘信號分別用100MHz100MHz和和500MHz500MHz帶寬示波器測量得到的不同結(jié)果。帶寬示波器測量得到的不同結(jié)果。

19、觀測觀測方波方波時一般要考慮到時一般要考慮到5 5次諧波次諧波，所以要選擇基頻，所以要選擇基頻2525倍帶寬倍帶寬的示波器。的示波器。 對于對于數(shù)字邏輯器件的測量數(shù)字邏輯器件的測量，不同類型的器，不同類型的器件應(yīng)該選擇件應(yīng)該選擇示波器的帶寬示波器的帶寬如下表所示：如下表所示：(2)(2)偏轉(zhuǎn)靈敏度和偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)靈敏度和偏轉(zhuǎn)因數(shù) 示波器的示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏度偏轉(zhuǎn)靈敏度為為: :在單位輸入信號電壓的作用下屏幕在單位輸入信號電壓的作用下屏幕上光點(diǎn)在垂直方向的偏轉(zhuǎn)距離（上光點(diǎn)在垂直方向的偏轉(zhuǎn)距離（cm/v, div/v)cm/v, div/v) 偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù)為偏轉(zhuǎn)靈敏度的倒數(shù)（為偏轉(zhuǎn)靈敏度的倒數(shù)（v

20、/cm, v/divv/cm, v/div） 一般一般: : 幾幾mv/div 5v/div(3)(3)輸入耦合方式輸入耦合方式：直流耦合、交流耦合；：直流耦合、交流耦合； 輸入阻抗：輸入阻抗：1M1M、5050(4)(4)掃描速度和時基因數(shù)掃描速度和時基因數(shù) 掃描速度掃描速度是示波器屏幕上光點(diǎn)在水平方向移動的速度是示波器屏幕上光點(diǎn)在水平方向移動的速度, ,單位單位為為cm/scm/s或或div/s, div/s, 其中通常其中通常 1div=0.8cm1div=0.8cm。 時基因數(shù)時基因數(shù)是掃描速度的倒數(shù)，是掃描速度的倒數(shù)，與帶寬有關(guān)。與帶寬有關(guān)。 通常，通常，一個信號周期一個信號周期在水

21、平坐標(biāo)上占在水平坐標(biāo)上占 2 25 5格格 較適宜。較適宜。若若f fh h=100Mhz, =100Mhz, 周期周期=10=10ns,ns,則時基因素則時基因素 = = 2ns2ns5ns/div5ns/div較適宜。較適宜。(5)掃描方式掃描方式 正常方式、自動方式、單次掃描正常方式、自動方式、單次掃描(6)觸發(fā)特性觸發(fā)特性 包括觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)、電源觸發(fā)等包括觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)、電源觸發(fā)等 觸發(fā)耦合：觸發(fā)耦合：DC耦合、耦合、AC耦合、高頻抑制、低頻抑制耦合、高頻抑制、低頻抑制 觸發(fā)極性：正極性（上升沿）、負(fù)極性（下降沿）觸發(fā)極性：正極性（上升沿）、負(fù)極性（下降沿） 觸發(fā)電平

22、觸發(fā)電平(7)示波管性能（略）示波管性能（略） 帶寬、帶寬、X、Y偏轉(zhuǎn)靈敏度等偏轉(zhuǎn)靈敏度等 掃描電壓的要求：掃描電壓的要求：（1）周期性）周期性 ：為了顯示連續(xù)信號：為了顯示連續(xù)信號 （2）線性）線性 ：為了保證時間坐標(biāo)是等間隔的：為了保證時間坐標(biāo)是等間隔的 （3）同步性：為了顯示穩(wěn)定的波形）同步性：為了顯示穩(wěn)定的波形 掃描電壓的產(chǎn)生（略）掃描電壓的產(chǎn)生（略） 示波器水平通道組成框圖（簡介）：示波器水平通道組成框圖（簡介）：掃描控制掃描控制（1 1）正常方式（觸發(fā)掃描）正常方式（觸發(fā)掃描） 在觸發(fā)信號的作用下產(chǎn)生掃描電壓在觸發(fā)信號的作用下產(chǎn)生掃描電壓 波形見圖波形見圖6-8(a) 6-8(a)

23、 （2）自動）自動方式方式 在一定時間內(nèi)（如在一定時間內(nèi)（如20ms），如果等到觸發(fā)信），如果等到觸發(fā)信號，則按正常觸發(fā)掃描，若沒等到觸發(fā)信號，則強(qiáng)號，則按正常觸發(fā)掃描，若沒等到觸發(fā)信號，則強(qiáng)制進(jìn)行自動觸發(fā)產(chǎn)生掃描。制進(jìn)行自動觸發(fā)產(chǎn)生掃描。（3）單次掃描）單次掃描 非周期信號非周期信號必須采用單次掃描。而且掃描必必須采用單次掃描。而且掃描必須由單次信號本身或者由與單次信號有關(guān)的事件須由單次信號本身或者由與單次信號有關(guān)的事件觸發(fā)產(chǎn)生，每次觀測只進(jìn)行一次掃描放電過程。觸發(fā)產(chǎn)生，每次觀測只進(jìn)行一次掃描放電過程。釋抑（釋抑（holdoffholdoff）時間）時間 在釋抑時間在釋抑時間thth內(nèi)，抑制

24、觸發(fā)產(chǎn)生，從而停止掃描；內(nèi)，抑制觸發(fā)產(chǎn)生，從而停止掃描；釋抑時間釋抑時間thth過后，自動釋放抑制，恢復(fù)掃描。過后，自動釋放抑制，恢復(fù)掃描。 其作用如下圖所示：其作用如下圖所示：圖圖6-9 6-9 調(diào)節(jié)釋抑時間調(diào)節(jié)釋抑時間抑制無用的觸發(fā)同步脈沖抑制無用的觸發(fā)同步脈沖圖圖6-10 6-10 調(diào)節(jié)釋抑時間調(diào)節(jié)釋抑時間觀察脈沖序列觀察脈沖序列 外觸發(fā)的作用外觸發(fā)的作用6.3.6.3.取樣技術(shù)取樣技術(shù) 取樣技術(shù)是數(shù)字存儲示波器的關(guān)鍵技術(shù)。取樣技術(shù)是數(shù)字存儲示波器的關(guān)鍵技術(shù)。 取樣技術(shù)分取樣技術(shù)分實(shí)時取樣實(shí)時取樣和和等效時間取樣等效時間取樣兩種。兩種。一、一、 實(shí)時取樣實(shí)時取樣 實(shí)時取樣是在一次觸發(fā)后采

25、集一個記錄的所有樣點(diǎn)，如實(shí)時取樣是在一次觸發(fā)后采集一個記錄的所有樣點(diǎn)，如圖圖6-6-2020所示。類似于模擬示波器一次觸發(fā)后產(chǎn)生一次掃描并顯示一個所示。類似于模擬示波器一次觸發(fā)后產(chǎn)生一次掃描并顯示一個波形。波形。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能采集非重復(fù)的單次波形。能采集非重復(fù)的單次波形。1 1、取樣率的選擇、取樣率的選擇 據(jù)奈奎斯特取樣定理，據(jù)奈奎斯特取樣定理，fs2fhfs2fh，可精確重現(xiàn)被測信號可精確重現(xiàn)被測信號, ,實(shí)際不實(shí)際不夠，夠，因?yàn)榭固厝佣ɡ砑僭O(shè)有無限記錄長度。因?yàn)榭固厝佣ɡ砑僭O(shè)有無限記錄長度。 有限取樣率下插值引入的誤差見有限取樣率下插值引入的誤差見表表6-46-4。 由表可見，當(dāng)

26、由表可見，當(dāng)fs/fh = 2 fs/fh = 2 時幅度誤差達(dá)時幅度誤差達(dá)100%100%。此。此誤差情況可由圖誤差情況可由圖6-216-21說明，此時采到全零的樣點(diǎn)，誤說明，此時采到全零的樣點(diǎn)，誤差達(dá)差達(dá)100%100%。 Sinx/xSinx/x內(nèi)插時內(nèi)插時，fs/fh = 4fs/fh = 4, , 則誤差為則誤差為4%4%；要達(dá)；要達(dá)到相等精度，到相等精度，線性插值線性插值的情況，的情況，fs/fhfs/fh要達(dá)到要達(dá)到6 6。 對基頻為對基頻為f0f0的的方波信號方波信號，忽略，忽略7 7次以上諧波，其次以上諧波，其最高頻率分量最高頻率分量fh 5f0, fh 5f0, 則則fs

27、= 5fh = 25f0fs = 5fh = 25f0，即取即取樣率要為方波基頻的樣率要為方波基頻的2525倍。倍。 假設(shè)示波器的假設(shè)示波器的采樣頻率采樣頻率為為100100MSPSMSPS, , 則能保真度則能保真度較高地觀察較高地觀察基頻為基頻為4 4MhzMhz的方波的方波。2 2、數(shù)字示波器中的上升時間、數(shù)字示波器中的上升時間 數(shù)字示波器測出的上升時間數(shù)字示波器測出的上升時間與與取樣點(diǎn)的位置取樣點(diǎn)的位置有關(guān)（見有關(guān)（見圖圖6-226-22）數(shù)字示波器測出的上升時間與數(shù)字示波器測出的上升時間與掃速掃速也有關(guān)也有關(guān)（見表（見表6-56-5）。）。 因數(shù)字示波器的實(shí)際取樣率隨掃速下降而下降，

28、因此測因數(shù)字示波器的實(shí)際取樣率隨掃速下降而下降，因此測上升沿的誤差也隨掃速下降而增加。上升沿的誤差也隨掃速下降而增加。表表6-56-5為為TDS520BTDS520B數(shù)字?jǐn)?shù)字示波器在改變時基因數(shù)時測量某波形的上升時間值。示波器在改變時基因數(shù)時測量某波形的上升時間值。 由表可見，不同由表可見，不同時基因數(shù)時測得的上升時間值相差甚時基因數(shù)時測得的上升時間值相差甚遠(yuǎn)，因此，遠(yuǎn)，因此，使用數(shù)字示波器時使用數(shù)字示波器時不能不能根據(jù)測出的波形上升時間根據(jù)測出的波形上升時間的值來反推信號的上升時間。的值來反推信號的上升時間。 為使為使DSODSO較好地復(fù)現(xiàn)信號邊沿，在較好地復(fù)現(xiàn)信號邊沿，在邊沿上應(yīng)至少有邊沿

29、上應(yīng)至少有2-32-3個采樣點(diǎn)個采樣點(diǎn)。如。如圖圖6-236-23所示。所示。3 3、實(shí)際取樣率、實(shí)際取樣率 通常，通常，DSODSO標(biāo)注的為最高采樣率標(biāo)注的為最高采樣率。 實(shí)際取樣率會隨掃速而變化。實(shí)際取樣率會隨掃速而變化。 fs = fs = 每格取樣點(diǎn)數(shù)每格取樣點(diǎn)數(shù)/ /時基因數(shù)時基因數(shù)例如例如，時基因數(shù)為，時基因數(shù)為200200ns/div, ns/div, 每格采樣每格采樣5050點(diǎn)，點(diǎn)，則，則，fs = 50/200ns = 250Mspsfs = 50/200ns = 250Msps。 當(dāng)時基因數(shù)降到當(dāng)時基因數(shù)降到20ms/div20ms/div時，時， fs = 50/20ms

30、 = 2.50Kspsfs = 50/20ms = 2.50Ksps。4 4、防止混疊、防止混疊 當(dāng)當(dāng)DSODSO的取樣率下降到不滿足取樣定理時，的取樣率下降到不滿足取樣定理時，會發(fā)生混疊失真。此時，顯示的波形可能是混亂會發(fā)生混疊失真。此時，顯示的波形可能是混亂不定的波形，也可能是一個頻率不同、不很穩(wěn)定不定的波形，也可能是一個頻率不同、不很穩(wěn)定的偽波形，見的偽波形，見圖圖6-246-24。防止混疊的措施：防止混疊的措施：（1 1）調(diào)整掃速）調(diào)整掃速 從高往低逐步調(diào)整，屏幕顯示波形個數(shù)也應(yīng)從高往低逐步調(diào)整，屏幕顯示波形個數(shù)也應(yīng)從少變多增加，如不符合此規(guī)律，則可能發(fā)生混從少變多增加，如不符合此規(guī)律

31、，則可能發(fā)生混疊，應(yīng)調(diào)高掃速。疊，應(yīng)調(diào)高掃速。（2 2）采用）采用“自動設(shè)置自動設(shè)置”功能功能（3 3）采用）采用“峰值檢測峰值檢測”功能功能 “峰值檢測峰值檢測”方式下，當(dāng)產(chǎn)生混疊時，屏幕方式下，當(dāng)產(chǎn)生混疊時，屏幕將顯示模糊波形或一條光亮帶，而不會產(chǎn)生偽波將顯示模糊波形或一條光亮帶，而不會產(chǎn)生偽波形。形。二、等效時間取樣二、等效時間取樣 實(shí)時取樣實(shí)時取樣的最大缺點(diǎn)：取樣率的最大缺點(diǎn)：取樣率445 5倍信號帶寬。倍信號帶寬。 等效時間取樣無此缺點(diǎn)，但等效時間取樣無此缺點(diǎn)，但等效時間取樣等效時間取樣的被測信的被測信號必須是號必須是周期信號周期信號。 等效時間取樣分等效時間取樣分順序取樣順序取樣和

32、和隨機(jī)取樣隨機(jī)取樣兩類。兩類。1 1、順序等效取樣、順序等效取樣 順序等效取樣是從被測信號的許多相鄰波形上取得樣順序等效取樣是從被測信號的許多相鄰波形上取得樣點(diǎn)，以表示一個信號波形，又稱為非實(shí)時取樣。取樣時點(diǎn)，以表示一個信號波形，又稱為非實(shí)時取樣。取樣時可以每隔可以每隔1010個、個、100100個甚至更多個波形上取一個樣點(diǎn)，這個甚至更多個波形上取一個樣點(diǎn)，這樣有利于觀測高速信號。樣有利于觀測高速信號。 因此，因此，非實(shí)時取樣可以將重復(fù)的高頻信號變換為低頻非實(shí)時取樣可以將重復(fù)的高頻信號變換為低頻進(jìn)行測量進(jìn)行測量。見下圖（。見下圖（圖圖6-266-26）。圖圖6-26 對被測信號進(jìn)行取樣對被測信

33、號進(jìn)行取樣 圖圖6-266-26中，中，為被測信號，為被測信號，為取樣信號，為取樣信號，為為取樣點(diǎn)，取樣點(diǎn)，為屏幕上顯示的波形。如果要求在每一個為屏幕上顯示的波形。如果要求在每一個波形上取一個樣點(diǎn)，當(dāng)信號周期為波形上取一個樣點(diǎn)，當(dāng)信號周期為T T時，取樣脈沖的時，取樣脈沖的周期周期TsTs應(yīng)該為應(yīng)該為 Ts = T + Ts = T + t t 式中，式中，t t為取樣脈沖的步進(jìn)時間，稱為為取樣脈沖的步進(jìn)時間，稱為等效取樣時等效取樣時間。間。 等效取樣率等效取樣率=1/=1/等效取樣時間（舉例）。等效取樣時間（舉例）。 為使整個取樣過程中取樣點(diǎn)可以遍布于信號波形為使整個取樣過程中取樣點(diǎn)可以遍布

34、于信號波形的整個周期，達(dá)到顯示原信號波形的目的。因此，步的整個周期，達(dá)到顯示原信號波形的目的。因此，步進(jìn)時間進(jìn)時間t t必須很小，應(yīng)滿足如下關(guān)系：必須很小，應(yīng)滿足如下關(guān)系： 式中，式中，fhfh為被測信號的最高頻率分量為被測信號的最高頻率分量)2(1hft 假設(shè)被測信號周期為假設(shè)被測信號周期為T T，每隔，每隔m m個波形取一個樣點(diǎn)，則取樣個波形取一個樣點(diǎn)，則取樣后信號周期后信號周期 T T為為: : 假設(shè)被測信號頻率為假設(shè)被測信號頻率為F F，則取樣后信號頻率，則取樣后信號頻率F F為為 采用順序取樣技術(shù)，可用很低的實(shí)際取樣率得到很高的帶寬。采用順序取樣技術(shù)，可用很低的實(shí)際取樣率得到很高的帶

35、寬。缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)預(yù)觸發(fā)缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)預(yù)觸發(fā)（即不能獲得觸發(fā)前的數(shù)據(jù)），（即不能獲得觸發(fā)前的數(shù)據(jù)）， 因此，現(xiàn)代因此，現(xiàn)代DSODSO大多采用隨機(jī)采樣大多采用隨機(jī)采樣。T) 1tmT(tTt)mT(T1T) 1(1T1 FtmTFtmT1tmTNm減慢因子減慢因子 2 2、隨機(jī)等效取樣、隨機(jī)等效取樣 隨機(jī)取樣原理隨機(jī)取樣原理 隨機(jī)取樣中，隨機(jī)取樣中，每次取樣相對于觸發(fā)點(diǎn)的延遲是隨機(jī)產(chǎn)生每次取樣相對于觸發(fā)點(diǎn)的延遲是隨機(jī)產(chǎn)生的的，如下圖（，如下圖（6-276-27）所示。采樣時，）所示。采樣時，ADCADC以某一以某一固定取樣率固定取樣率連連續(xù)取樣。觸發(fā)信號來時，續(xù)取樣。觸發(fā)信號來時， 記取從記取

36、從觸發(fā)觸發(fā)到到觸發(fā)后第一個取樣時觸發(fā)后第一個取樣時鐘鐘的時間差的時間差t t, , 以此為參考點(diǎn)，觸發(fā)前后若干個取樣值構(gòu)成以此為參考點(diǎn)，觸發(fā)前后若干個取樣值構(gòu)成一個取樣序列，存在存儲器中，一個取樣序列，存在存儲器中，地址由相應(yīng)的地址由相應(yīng)的t t決定決定。 若將若將取樣周期取樣周期T T等分為等分為M M段段，每段分別對應(yīng)，每段分別對應(yīng)0 0M-1M-1間的一個間的一個值。則經(jīng)若干輪取樣后，值。則經(jīng)若干輪取樣后，t t可以可以遍取遍取T T內(nèi)所有內(nèi)所有M M值值。 若輸入若輸入周期信號周期信號，則可用，則可用多輪取樣數(shù)據(jù)序列重建原信號多輪取樣數(shù)據(jù)序列重建原信號波波形。圖形。圖6-276-27中

37、，中，M=4, M=4, 四輪取樣四輪取樣。圖圖6-27 隨機(jī)等效取樣隨機(jī)等效取樣觸發(fā)到觸發(fā)后第一個取樣時鐘的時間差觸發(fā)到觸發(fā)后第一個取樣時鐘的時間差t隨機(jī)取樣電路示例隨機(jī)取樣電路示例 等效取樣率等效取樣率 = = 實(shí)際取樣率實(shí)際取樣率M M。例例 某數(shù)字示波器中，某數(shù)字示波器中，ADCADC的最高采樣率為的最高采樣率為500Msps500Msps，其，其屏幕波形水平顯示為屏幕波形水平顯示為500500點(diǎn)，共點(diǎn)，共1010格。格。 如果該示波器的最高掃速檔為如果該示波器的最高掃速檔為1ns/div,1ns/div,并且采用隨并且采用隨機(jī)采樣方式進(jìn)行采樣、重組波形，機(jī)采樣方式進(jìn)行采樣、重組波形，

38、請問：請問：1 1）該示波器的最高等效采樣率為多少？）該示波器的最高等效采樣率為多少？2 2）采用隨機(jī)采樣方式進(jìn)行采樣、重組波形時，至少采）采用隨機(jī)采樣方式進(jìn)行采樣、重組波形時，至少采樣多少輪，才能組滿一屏波形？樣多少輪，才能組滿一屏波形？答：答：1 1）fsfs等效等效 = 1ns/50= 1ns/50點(diǎn)點(diǎn) = 50Gsps= 50Gsps 2 2）50Gsps/500Msps = 10050Gsps/500Msps = 100（輪）（輪） 峰值檢測與毛刺捕捉峰值檢測與毛刺捕捉峰值檢測用于檢測混疊峰值檢測用于檢測混疊用峰值檢測捕捉毛刺用峰值檢測捕捉毛刺峰值檢測兩種實(shí)現(xiàn)方法峰值檢測兩種實(shí)現(xiàn)方法

39、：（：（圖圖6-33）6.4 6.4 數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器1.1.信號存儲的必要性信號存儲的必要性 有時為了研究不能重復(fù)產(chǎn)生的信號，如雷電，核爆炸有時為了研究不能重復(fù)產(chǎn)生的信號，如雷電，核爆炸等信號。另一方面，還有一些周期很長的信號，例如等信號。另一方面，還有一些周期很長的信號，例如重復(fù)頻率很低地窄脈沖。都要用到信號存儲技術(shù)。重復(fù)頻率很低地窄脈沖。都要用到信號存儲技術(shù)。2.2.信號的模擬存儲（略）信號的模擬存儲（略） 最常用的信號模擬存儲手段是示波管，稱為最常用的信號模擬存儲手段是示波管，稱為記憶示波記憶示波管管。通常將具有這種示波管的示波器稱為。通常將具有這種示波管的示波器稱為記憶示

40、波器記憶示波器，國外稱為國外稱為CRTCRT存儲示波器存儲示波器。3.3.信號的數(shù)字存儲信號的數(shù)字存儲數(shù)字存儲顯示基本原理數(shù)字存儲顯示基本原理 在數(shù)字存儲示波器中用于存儲數(shù)字化波形的器件可以是在數(shù)字存儲示波器中用于存儲數(shù)字化波形的器件可以是FIFOFIFO、RAM(SRAMRAM(SRAM、SDRAM(SDRSDRAM(SDR、DDRDDR、QDR)QDR)等等) )，以下簡稱存儲器。被測，以下簡稱存儲器。被測信號經(jīng)量化后才能存入信號經(jīng)量化后才能存入存儲器存儲器，如圖，如圖6-306-30所示。所示。信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路A/D存儲器存儲器控制電路控制電路圖圖6-30 6-30 模擬信號的量

41、化和存儲模擬信號的量化和存儲數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器(DSO)(DSO)的基本組成如下圖所示的基本組成如下圖所示。數(shù)字存儲示波器的特點(diǎn)數(shù)字存儲示波器的特點(diǎn) 使用方便；使用方便； 測量精度高；測量精度高； 信號處理和顯示分開；信號處理和顯示分開； 多種觸發(fā)方式；多種觸發(fā)方式； 多種顯示方式；多種顯示方式； 便于進(jìn)行波形分析；便于進(jìn)行波形分析； 便于波形數(shù)據(jù)的分析處理；便于波形數(shù)據(jù)的分析處理； 可以實(shí)現(xiàn)永久存儲?？梢詫?shí)現(xiàn)永久存儲。數(shù)字存儲示波器的主要技術(shù)指標(biāo)（不同于模擬示波器的指標(biāo)）數(shù)字存儲示波器的主要技術(shù)指標(biāo)（不同于模擬示波器的指標(biāo)）1 1）最高采樣速率）最高采樣速率 單位時間獲取被測信號的

42、樣點(diǎn)數(shù)。單位時間獲取被測信號的樣點(diǎn)數(shù)。 在在DSODSO中采樣速率可以根據(jù)示波器的時基因素中采樣速率可以根據(jù)示波器的時基因素(t/div)(t/div)進(jìn)行進(jìn)行 選擇，當(dāng)選擇，當(dāng)t/divt/div確定后，采樣速率確定后，采樣速率fsfs為為XD 假設(shè)水平方向共假設(shè)水平方向共10001000點(diǎn)點(diǎn),10,10格，則格，則 n=1000/10div=100 ;n=1000/10div=100 ; 假設(shè)最快掃速檔為假設(shè)最快掃速檔為100ns/div100ns/div，則，則fsmax=100/100ns=1Gspsfsmax=100/100ns=1Gsps。 fsmaxfsmax受受A/DA/D轉(zhuǎn)換

43、速度限制。轉(zhuǎn)換速度限制。2 2）數(shù)字實(shí)時帶寬）數(shù)字實(shí)時帶寬 根據(jù)采樣定理，根據(jù)采樣定理，fhfh最多為最高采樣頻率的一半。最多為最高采樣頻率的一半。 即即 fh=fsmax/2 fhfh=fsmax/2 fh帶寬的上限頻率帶寬的上限頻率 fs = n/t fs = n/t 式中式中n n每格的采樣點(diǎn)數(shù)。每格的采樣點(diǎn)數(shù)。通常用通常用數(shù)字實(shí)時帶寬數(shù)字實(shí)時帶寬表征表征DSODSO的實(shí)際帶寬。定義為：的實(shí)際帶寬。定義為： k k帶寬因子帶寬因子( (點(diǎn)顯示點(diǎn)顯示:25; :25; 線性插值線性插值:10; :10; 正弦插值：正弦插值：2.52.5）3 3）存儲深度存儲深度表示一次采樣、存儲過程中獲取

44、被測信號長度表示一次采樣、存儲過程中獲取被測信號長度 的能力。在的能力。在DSODSO中，存儲長度是以存儲器的存儲字的最大數(shù)中，存儲長度是以存儲器的存儲字的最大數(shù) 量表示的。量表示的。4 4）測量分辨力和測量精度測量分辨力和測量精度 電壓分辨力電壓分辨力 或稱垂直分辨力或稱垂直分辨力 取決取決ADCADC的位數(shù)的位數(shù), ,通常以量化結(jié)果最低位通常以量化結(jié)果最低位(1LSB)(1LSB)所對應(yīng)的電壓所對應(yīng)的電壓 表示其分辨力的高低。表示其分辨力的高低。 DSODSO采用的采用的ADCADC一般為一般為8 8位位-10-10位。位。kfBWsa/max 例如例如, ,當(dāng)測量的滿度值為當(dāng)測量的滿度值

45、為10V10V時，時，8 8位位A/DA/D測量分辨力測量分辨力VV為為 分辨力也與分辨力也與Y Y通道的通道的偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù)DyDy有關(guān)有關(guān)。 例如例如，A/DA/D為為1010位，當(dāng)位，當(dāng)DyDy為為1V/div1V/div時，電壓分辨力時，電壓分辨力VV為為時間分辨力時間分辨力 或稱水平分辨力或稱水平分辨力 指示波器指示波器X X坐標(biāo)上相鄰兩樣點(diǎn)之間的時間間隔坐標(biāo)上相鄰兩樣點(diǎn)之間的時間間隔tt的大小。的大小。 取決于示波器取決于示波器水平方向的點(diǎn)數(shù)水平方向的點(diǎn)數(shù)和和時基因數(shù)時基因數(shù)。 假設(shè)，假設(shè)，示波器水平方向?yàn)槭静ㄆ魉椒较驗(yàn)?0001000點(diǎn)（點(diǎn)（10div10div），最高時基因

46、數(shù)），最高時基因數(shù)為為100ns/div100ns/div。 則則 最高時間分辨力最高時間分辨力 = 100ns/100 = 1ns= 100ns/100 = 1nsXDmvVVf40256/102/8mvdivdivvV10)10/2/()/1 (10示波器的觸發(fā)原理及作用示波器的觸發(fā)原理及作用 在示波器顯示時，為了能夠得到一個穩(wěn)定的清在示波器顯示時，為了能夠得到一個穩(wěn)定的清晰圖象，即令重復(fù)波形能夠在屏幕上穩(wěn)定顯示，其晰圖象，即令重復(fù)波形能夠在屏幕上穩(wěn)定顯示，其實(shí)現(xiàn)方法是不斷地顯示輸入信號的重復(fù)的波形部分，實(shí)現(xiàn)方法是不斷地顯示輸入信號的重復(fù)的波形部分，即令掃描信號與被測信號即令掃描信號與被測

47、信號同步同步。 為了使掃描信號與被測信號同步，設(shè)定一些為了使掃描信號與被測信號同步，設(shè)定一些條件，將被測信號不斷地與這些條件相比較，只條件，將被測信號不斷地與這些條件相比較，只有當(dāng)被測信號滿足這些條件時才啟動掃描，從而有當(dāng)被測信號滿足這些條件時才啟動掃描，從而使得掃描的頻率與被測信號相同或存在整數(shù)倍的使得掃描的頻率與被測信號相同或存在整數(shù)倍的關(guān)系，也就是關(guān)系，也就是同步同步。 這種技術(shù)我們就稱為這種技術(shù)我們就稱為“觸發(fā)觸發(fā)”，而這些條件而這些條件我們稱其為我們稱其為“觸發(fā)條件觸發(fā)條件”。簡單地說簡單地說，觸發(fā)的目觸發(fā)的目的的就是為了每次顯示的時候都就是為了每次顯示的時候都從波形的同一相位從波形

48、的同一相位開始開始, ,從而使波形可以從而使波形可以穩(wěn)定顯示穩(wěn)定顯示。示波器的觸發(fā)原理及作用示波器的觸發(fā)原理及作用v觸發(fā)后的效果如下圖，左圖未觸發(fā)，右圖觸發(fā)：觸發(fā)后的效果如下圖，左圖未觸發(fā)，右圖觸發(fā)： DSODSO的觸發(fā)功能的觸發(fā)功能 1 1）觸發(fā)點(diǎn)的位置）觸發(fā)點(diǎn)的位置 數(shù)字存儲示波器不同于模擬示波器，調(diào)節(jié)數(shù)字存儲示波器不同于模擬示波器，調(diào)節(jié)“水平位置水平位置”旋鈕，觸發(fā)點(diǎn)的位置可在屏幕上左右移動。旋鈕，觸發(fā)點(diǎn)的位置可在屏幕上左右移動。 圖圖6-416-41顯示了顯示了DSODSO的各觸發(fā)點(diǎn)位置。的各觸發(fā)點(diǎn)位置。 (a) (a)表示表示觸發(fā)標(biāo)記觸發(fā)標(biāo)記位于位于屏幕右端屏幕右端； (b) (b)

49、表示表示DSODSO識別觸發(fā)后，再采半屏數(shù)據(jù)，因而識別觸發(fā)后，再采半屏數(shù)據(jù)，因而觸發(fā)標(biāo)記觸發(fā)標(biāo)記位于位于屏幕中間屏幕中間，這是通常情況；，這是通常情況； (c) (c)識別后再采一屏數(shù)據(jù)，識別后再采一屏數(shù)據(jù)，觸發(fā)標(biāo)記觸發(fā)標(biāo)記位于位于屏幕左端屏幕左端; ; (d) (d)經(jīng)經(jīng)tdtd延遲后再采屏數(shù)據(jù)顯示，延遲后再采屏數(shù)據(jù)顯示，觸發(fā)標(biāo)記觸發(fā)標(biāo)記已已移出屏幕移出屏幕。觸發(fā)類型觸發(fā)類型2 2）觸發(fā)類型）觸發(fā)類型v基本觸發(fā)基本觸發(fā)：邊沿觸發(fā)：邊沿觸發(fā)v高級觸發(fā)高級觸發(fā)： 脈沖寬度觸發(fā)脈沖寬度觸發(fā) 矮脈沖觸發(fā)矮脈沖觸發(fā) 上升上升/ /下降時間觸發(fā)下降時間觸發(fā) 建立建立/ /保持時間違例觸發(fā)保持時間違例觸發(fā)

50、 邏輯組合觸發(fā)邏輯組合觸發(fā) 視頻觸發(fā)視頻觸發(fā)邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)v將被測信號的變化將被測信號的變化( (即信號上升或下降的邊沿即信號上升或下降的邊沿) )與某與某一電平相比較，當(dāng)信號的變化以某種選定的方式達(dá)一電平相比較，當(dāng)信號的變化以某種選定的方式達(dá)到這一電平時，產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，啟動一次掃描。到這一電平時，產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，啟動一次掃描。邊沿觸發(fā)是邊沿觸發(fā)是最簡最簡單也是最常用的單也是最常用的觸發(fā)類型，觸發(fā)類型，可用可用于模擬信號和數(shù)于模擬信號和數(shù)字信號。字信號。高級觸發(fā)高級觸發(fā) 在實(shí)際應(yīng)用中，我們并不十分清楚被測信號在實(shí)際應(yīng)用中，我們并不十分清楚被測信號的特點(diǎn)，采用簡單觸發(fā)方式往往不能及時準(zhǔn)確

51、地的特點(diǎn)，采用簡單觸發(fā)方式往往不能及時準(zhǔn)確地捕捉信號，這就需要捕捉信號，這就需要更加復(fù)雜的觸發(fā)方式更加復(fù)雜的觸發(fā)方式，即高，即高級觸發(fā)，如邏輯組合觸發(fā)，脈沖寬度觸發(fā)和上升級觸發(fā)，如邏輯組合觸發(fā)，脈沖寬度觸發(fā)和上升/ /下降時間觸發(fā)等。下降時間觸發(fā)等。 高級觸發(fā)包含多種不同的觸發(fā)功能，可以根高級觸發(fā)包含多種不同的觸發(fā)功能，可以根據(jù)被測信號的特征，設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件，定位據(jù)被測信號的特征，設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件，定位感興趣的波形。感興趣的波形。 脈沖寬度觸發(fā)脈沖寬度觸發(fā)脈沖寬度觸發(fā)脈沖寬度觸發(fā) 圖圖6-426-42所示的脈沖序列有三種寬度不同的脈沖組所示的脈沖序列有三種寬度不同的脈沖組成，因而邊沿觸發(fā)

52、不可行，會造成不穩(wěn)定。成，因而邊沿觸發(fā)不可行，會造成不穩(wěn)定。 可設(shè)置脈沖寬度觸發(fā)。如：可設(shè)置脈沖寬度觸發(fā)。如：(a)(a)要求要求最寬脈沖最寬脈沖1 1觸發(fā)觸發(fā), ,可設(shè)置可設(shè)置觸發(fā)脈沖寬度大于觸發(fā)脈沖寬度大于t1;t1;(b)(b)要求要求最窄脈沖最窄脈沖3 3觸發(fā)，可設(shè)置觸發(fā)，可設(shè)置觸發(fā)脈沖寬度小于觸發(fā)脈沖寬度小于t2t2；(c)(c)要求要求脈沖脈沖3 3觸發(fā)，可設(shè)置觸發(fā)，可設(shè)置觸發(fā)脈沖寬度大于觸發(fā)脈沖寬度大于t3t3小于小于t4.t4. 主要用于數(shù)字信號。主要用于數(shù)字信號。矮脈沖觸發(fā)矮脈沖觸發(fā) 即小信號觸發(fā)。即小信號觸發(fā)。在脈沖串中由幅度低于設(shè)定在脈沖串中由幅度低于設(shè)定高門限值或高于低

53、門限值的小脈沖產(chǎn)生觸發(fā)高門限值或高于低門限值的小脈沖產(chǎn)生觸發(fā)。 主要用于數(shù)字信號。主要用于數(shù)字信號。上升上升/ /下降時間觸發(fā)下降時間觸發(fā)v也叫轉(zhuǎn)換時間觸發(fā)。也叫轉(zhuǎn)換時間觸發(fā)。 脈沖邊沿以快于或慢于指定時間的速率在兩個閾值脈沖邊沿以快于或慢于指定時間的速率在兩個閾值間移動。指定脈沖邊沿為正或負(fù)或同時指定為兩者。間移動。指定脈沖邊沿為正或負(fù)或同時指定為兩者。 建立建立/ /保持時間違例觸發(fā)保持時間違例觸發(fā)v建立時間建立時間是在時鐘沿出現(xiàn)之前數(shù)據(jù)穩(wěn)定且保持不變是在時鐘沿出現(xiàn)之前數(shù)據(jù)穩(wěn)定且保持不變的時間長度，的時間長度，保持時間保持時間是在時鐘沿出現(xiàn)后數(shù)據(jù)穩(wěn)定是在時鐘沿出現(xiàn)后數(shù)據(jù)穩(wěn)定且保持不變的時間

54、長度。且保持不變的時間長度。v當(dāng)輸入信號的當(dāng)輸入信號的建立時間建立時間小于小于預(yù)先設(shè)定的建立時間預(yù)先設(shè)定的建立時間或或保持時間保持時間小于小于用戶設(shè)定的保持時間時觸發(fā)。用戶設(shè)定的保持時間時觸發(fā)。 邏輯組合觸發(fā)邏輯組合觸發(fā)v邏輯組合觸發(fā)邏輯組合觸發(fā)主要用于數(shù)字信號主要用于數(shù)字信號，是由，是由CH1CH1、CH2CH2、CH3CH3、CH4CH4四個通道信號的邏輯狀態(tài)組合產(chǎn)生觸發(fā)。四個通道信號的邏輯狀態(tài)組合產(chǎn)生觸發(fā)。v可將每個可將每個輸入輸入設(shè)置為設(shè)置為高（高（H H）、低（）、低（L L）或隨意（）或隨意（* *），），另有另有一個通道一個通道為為時鐘源，時鐘源，設(shè)置為設(shè)置為上升沿上升沿或或下降

55、沿。下降沿。v當(dāng)各通道的當(dāng)各通道的邏輯組合值邏輯組合值導(dǎo)致所選函數(shù)值導(dǎo)致所選函數(shù)值為為truetrue 或或falsefalse時產(chǎn)時產(chǎn)生生觸發(fā)觸發(fā)信號信號。 邏輯組合觸發(fā)邏輯組合觸發(fā) 如圖如圖6-446-44，設(shè)置當(dāng)，設(shè)置當(dāng)通道通道1 1為為L L，通道通道2 2、3 3為為H H時，時，通道通道4 4的的上升沿上升沿產(chǎn)生觸發(fā)。產(chǎn)生觸發(fā)。安捷倫安捷倫 一一“觸觸”即發(fā)式觸發(fā)即發(fā)式觸發(fā) 插值顯示技術(shù)插值顯示技術(shù) 插值是在相鄰采樣點(diǎn)之間插入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，使屏插值是在相鄰采樣點(diǎn)之間插入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，使屏幕上的顯示逼近被測信號波形。幕上的顯示逼近被測信號波形。線性插值線性插值 在兩個采樣點(diǎn)之間插入一

56、點(diǎn)，用直線將在兩個采樣點(diǎn)之間插入一點(diǎn)，用直線將采樣點(diǎn)和插值點(diǎn)連接起來。插入點(diǎn)的數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)和插值點(diǎn)連接起來。插入點(diǎn)的數(shù)據(jù)y(t)y(t)計算方計算方法法: : 式中式中y(t1)y(t1)、y(t2)y(t2)t1t1、t2t2時刻的采樣數(shù)據(jù)時刻的采樣數(shù)據(jù) t t t1 t1、t2t2之間的插值時刻，常取為之間的插值時刻，常取為t1t1、t2t2的的中間值。中間值。)()()(21211122tytttttyttttty sinx/x sinx/x插值插值 又稱正弦插值，這種方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行又稱正弦插值，這種方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行 函數(shù)運(yùn)算后，用曲線將各個樣點(diǎn)和插值點(diǎn)連接起來。函數(shù)運(yùn)算后，用曲線將各個樣點(diǎn)

57、和插值點(diǎn)連接起來。 圖圖6-46是正弦內(nèi)插的示意圖。是正弦內(nèi)插的示意圖。 圖中圖中 是取樣序列，是取樣序列，T T為取樣周期。設(shè)在每個取樣周期內(nèi)插入為取樣周期。設(shè)在每個取樣周期內(nèi)插入M M個點(diǎn)：個點(diǎn)： 及及等，構(gòu)成長等，構(gòu)成長度為度為M M的序列，在保證精度的情況下用有限的的序列，在保證精度的情況下用有限的N N個取個取樣點(diǎn)參與運(yùn)算，取樣點(diǎn)參與運(yùn)算，取T=1T=1，得正弦內(nèi)插的函數(shù)運(yùn)算公式：，得正弦內(nèi)插的函數(shù)運(yùn)算公式：(0), (1), ( ), (1),yyy ny n12(0),(0),(0)MCCC12( ),( ),( )MC n C nCn10sin/(1)()( )1/(1)Nkn

58、mMkmC ny kMnmMk N N取值越大，正弦內(nèi)插后誤差越小，但計算時間越取值越大，正弦內(nèi)插后誤差越小，但計算時間越長，通常長，通常N N取取10-8010-80之間。之間。 圖圖6-476-47（a a）是未經(jīng)插值的每周期采三個點(diǎn)的是未經(jīng)插值的每周期采三個點(diǎn)的正弦信號；圖正弦信號；圖6-476-47（b b）是）是N=10(N=10(取插值點(diǎn)前后各取插值點(diǎn)前后各5 5個取樣點(diǎn)個取樣點(diǎn)) )，每個取樣周期內(nèi)插入，每個取樣周期內(nèi)插入2525個點(diǎn)后的良好個點(diǎn)后的良好波形波形。線性內(nèi)插和正弦內(nèi)插的比較線性內(nèi)插和正弦內(nèi)插的比較兩種插值方法的效果如圖兩種插值方法的效果如圖6-486-48，6-49

59、6-49所示，可小結(jié)如下：所示，可小結(jié)如下：1)1)從圖從圖6-49(b)6-49(b)可以看出可以看出sinx/xsinx/x插值適于正弦信號插值適于正弦信號，而方，而方波和三角波由于含有豐富的高頻分量，即使在波和三角波由于含有豐富的高頻分量，即使在5Ms/s5Ms/s采采樣速率下還不能顯示原信號波形；樣速率下還不能顯示原信號波形； 觀察圖觀察圖6-48(b)6-48(b)知，知，三角波、方波和脈沖信號適宜采用三角波、方波和脈沖信號適宜采用線性內(nèi)插。線性內(nèi)插。2)2)從圖從圖(a),(b)(a),(b)對比看出對比看出采樣速率越高，顯示的波形越接采樣速率越高，顯示的波形越接近于被測信號的變化

60、過程。近于被測信號的變化過程。3)3) 數(shù)字實(shí)時帶寬：數(shù)字實(shí)時帶寬：，帶寬因子帶寬因子k k與選用的與選用的插值方法有關(guān)插值方法有關(guān)( (點(diǎn)顯示點(diǎn)顯示:25:25，線性插值，線性插值:10:10，正弦插值：，正弦插值：2.52.5）kfBWsa/max圖圖6-48 6-49 各種插值顯示各種插值顯示 平均與平滑技術(shù)平均與平滑技術(shù) 平均和平滑技術(shù)平均和平滑技術(shù)是是降低噪聲降低噪聲、改善掃描線質(zhì)量的、改善掃描線質(zhì)量的有效手段，在數(shù)字存儲示波器中常被采用。有效手段，在數(shù)字存儲示波器中常被采用。1 1）平均技術(shù)）平均技術(shù)定義：定義：在相同的條件下采在相同的條件下采集多個波形，求各個波形集多個波形，求各