天津國電儀訊科技有限公司
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選擇基礎示波器要考慮的因素 帶寬 帶寬作為示波器的首要參數指標,帶寬不足時波形就會嚴重失真,方波甚至可能會變成正弦波,我們用分別20M帶寬和100M帶寬的示波器來觀察20M的方波信號,得出結果入下圖: 由此圖可知,20M示波器基本無法觀察到方波形狀,另外100M示波器的觀察效果比60M示波器要好,是什么導致了這個原因呢?下圖是一個20M方波經過FFT后的頻譜圖,我們可以看到方波是由基波以及3、5、7、9……次諧波分量遞加而成。所以20M的方波包含20M基波、60M三次諧波,100M五次諧波,140M七次諧波…… 如果要對波形進行準確測量,應該讓示波器的帶寬大于波形的主要諧波分量。因此對于正弦波可以要求示波器的帶寬大于波形的頻率,但是對與非正弦波則要求示波器的帶寬大于波形的主要諧波頻率。 在帶寬的選擇上,一般所測信號頻率的5倍,就是的帶寬,對于一臺基礎的示波器而言,100MHz帶寬的示波器已經可以適用于很多測量場景。
選擇基礎示波器要考慮的因素 屏幕大小和顯示方式 示波器的顯示屏大小以及是否支持彩色也是一個應該考慮的因素,有的示波器支持熒光顯示和色溫顯示,相當于多了一個Z軸,對于一些復雜信號,如視頻信號、調制信號、抖動信號的測試,帶有熒光顯示和色溫顯示的示波器能更快速地幫助揭示信號的細節。 精度 示波器ADC模數轉換器的垂直分辨率,就是數字示波器的垂直分辨率,其位數代表示波器將輸入電壓轉換為數字值的程度。 這里要注意的是,示波器顯示屏垂直方向上的分辨率本身就有限,另外測量高頻信號時,幅度本身就不準確,在上限頻率處甚至有30%的誤差,而且垂直分辨率過高會提高模數轉換時間,影響采樣率,進而影響帶寬,得不償失。一般示波器的垂直分辨率是8位,高分辨率的示波器達12位,但如果示波器模擬電路本身的精度沒有提高,單純追求ADC的分辨率是沒有意義的。如果追求電壓的準確度,應該使用萬用表,示波器更主要的功能是觀測波形的形狀,測量準確度一般在2-3%以內,這種準確度應對絕大多數應用是完全游刃有余的。
用數字示波器測量模擬信號步就是用ADC(模數轉換器)把探棒接收到的模擬信號轉換成數字信號,ADC數模轉換芯片的分辨率直接決定了示波器垂直方向上的采樣精度。比如ADC是8位,那么垂直方向上的信號可以被切分成00000000~11111111一共2的8次方,256段。模數轉換器的垂直分辨率,就是數字示波器的垂直分辨率,代表示波器將輸入電壓轉換為數字值的程度。
優先級從高到低
1.前端ADC的分辨率
2.顯示屏分辨率:它決定了經過處理的信號,有多少可以被顯示出來。比如ADC雖然可以在垂直方向上顯示256段,但是可能顯示屏的分辨率垂直只有240個像素點,那么有一部分點會被合并成1個像素顯示。
3.插值算法:實際的示波器,上面顯示的像素點不一定都是實際采樣生成的,一部分是通過插值算法計算出來的虛擬的點,好的插值算法會使插值的點與實際的點差異比較小。
吳經理先生
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