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數字存儲示波器的原理
2014/6/19  9:35:59

為了適應對不同波形的觀測、智能化的數字存儲器有多種靈活的顯示方式:存儲顯示、雙蹤顯示、插值顯示、流動顯示等。存儲顯示是示波器最基本的顯示方式。它顯示的波形是由一次觸發捕捉到的信號片斷,即制下穩定地顯示在CRT上。存儲顯示還有;連續捕捉顯示和單次捕捉顯示之分,在連續捕捉顯示方式下,每滿足一次觸發條件,屏幕上原來的波形就被新存儲的波形更新,而單次捕捉顯示只保存并顯示一次觸發形成的波形。如果需要顯示兩個電壓波形并保持兩個波形在時間上的原有對應關系,可采用交替存儲技術以達到雙蹤顯示。這種交替存儲技術利用存儲器寫地址的最低位A0來控制通道開關,使取樣和A/D轉換輪流對兩通道輸入信號進行取樣和轉換,當A0為1時,對通道1的信號Y1進行采樣和轉換,并寫入技術存儲器單元中,讀出時,先讀偶數地址,再讀奇數地址,Y1和Y2信號便在CRT上交替顯示。示波器屏幕顯示的波形由一些密集的點構成,當被觀察的信號在一周期內采樣點數較少時會引起視覺上的混淆現象,如左圖所示的正弦波形就很難辨認,一般認為當采樣頻率低于被測信號頻率的2.5倍時,點顯示就會造成視覺混淆,為了有效地克服視覺的混淆現象,同時又不降低帶寬指標,數字濾波器往往采用插值顯示,即在波形上兩個測試點數據間進行估值。估值方式通常有矢量插值法和正弦插值法兩種,矢量插值法是用斜率不同的直線段來連接相鄰的點,當被測信號頻率為采樣頻率的1/10以下時,采用矢量插值可以得到滿意的效果;正弦插值法是以正弦規律用曲線連接各數據點的顯示方式,它能顯示頻率為采樣頻率的1/2.5以下的被測波形,其能力已接近奈奎斯特極限頻率。

3. 信號的觸發為了實時穩定地顯示信號波形,示波器必須重復地從存儲器中讀取數據并顯示。為使每次顯示的曲線和前一次重合,必須采用觸發技術。信號的觸發也叫整部或同步,一般的觸發方式為:輸入信號經衰減放大后分送至A/D轉換器的同時也分送至觸發電路,觸發電路根據一定的觸發條件(如信號電壓達到某值并處于上升沿)產生觸發信號,控制電路一旦接收到來自觸發電路的觸發信號,就啟動一次數據采集與RAM寫入循環。觸發決定了示波器何時開始采集數據和顯示波形,一旦觸發被正確設定,它可以把不穩定的顯示或黑屏轉換成有意義的波形。示波器在開始收集數據時,先收集足夠的數據用來在觸發點的左方畫出波形。示波器在等待觸發條件發生的同時連續地采集數據。當檢測到觸發后,示波器連續地采集足夠的數據以在觸發點的右方畫出波形。觸發可以從多種信源得到,如輸入通道、市電、外部觸發等。常見的觸發類型有邊沿觸發和視頻觸發;常見的觸發方式有自動觸發、正常觸發和單次觸發。

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