数字存储示波器

 

与模拟示波器不同， 数字示波器 通过模数转换器（ ADC ）把被测电压转换为数字信息。它捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止。随后，数字示波器重构波形。

 

数字示波器分为 数字存储示波器 （ DSO ）、数字荧光示波器（数字荧光示波器）和采样示波器。

 

数字的手段则意味着，在示波器的显示范围内，可以稳定、明亮和清晰地显示任何频率的波形。对重复的信号而言，数字示波器的带宽是指示波器的前端部件的模拟带宽，一般称之为 3dB 点。对于单脉冲和瞬态事件，例如脉冲和阶跃波，带宽局限于示波器采样率之内。为了解更多的细节，请参照性能术语和应用部分的采样率一节。

 

数字存储 示波器 便于您捕获和显示那些可能只发生一次的事件，通常称为瞬态现象。以数字形式表示波形信息，实际存储的是二进制序列。这样，利用示波器本身或外部计算机，方便进行分析、存档、打印和其他的处理。波形没有必要是连续的；即使信号已经消失，仍能够显示出来。与模拟示波器不同的是，能够持久地保留信号，可以扩展波形处理方式。然而，数字存储示波器没有实时的亮度级；因此，他们不能表示实际信号中不同的亮度等级。组成数字存储示波器的一些子系统与模拟示波器的一些部分相似。但是，数字存储示波器包含更多的数据处理子系统，因此它能够收集显示整个波形的数据。从捕获信号到在屏幕上显示波形，数字存储示波器采用串行的处理体系结构。随后将对串行处理体系作讲解。

 

与模拟示波器一样， 数字存储示波器 第一部分（输入）是垂直放大器。在这一阶段，垂直控制系统方便您调整幅度和位置范围。紧接着，在水平系统的模数转换器（ ADC ）部分，信号实时在离散点采样，采样位置的信号电压转换为数字值，这些数字值称为采样点。该处理过程称为信号数字化。水平系统的采样时钟决定 ADC 采样的频度。该速率称为采样速率，表示为样值每秒（ S/s ）。

 

来自 ADC 的采样点存储在捕获存储区内，叫做波形点。几个采样点可以组成一个波形点。波形点共同组成一条波形记录。创建一条波形记录的波形点的数量称为记录长度。触发系统决定记录的起始和终止点。 数字存储示波器 信号通道中包括微处理器，被测信号在显示之前要通过微处理器处理。微处理器处理信号，调整显示运行，管理前面板调节装置，等等。信号通过显存，最后显示到示波器屏幕中。

 

在示波器的能力范围之内，采样点会经过补充处理，显示效果得到增强。可以增加预触发，使在触发点之前也能观察到结果。目前大多数 数字示波器 也提供自动参数测量，使测量过程得到简化。

 

数字存储示波器提供高性能处理单脉冲信号和多通道的能力。数字存储示波器是低重复率或者单脉冲、高速、多通道设计应用的完美工具。在数字设计实践中，工程师常常同时检查四路甚至更多的信号，而 数字存储示波器 则成为标准的合作伙伴。

 

数字荧光示波器（ DPO ）为示波器系列增加了一种新的类型。数字荧光示波器的体系结构使之能提供独特的捕获和显示能力，加速重构信号。数字存储示波器 使用串行处理的体协结构来捕获、显示和分析信号；相对而言， 数字荧光示波器 为完成这些功能采纳的是并行的体系结构。数字荧光示波器采用 ASIC 硬件构架捕获波形图象，提供高速率的波形采集率，信号的可视化程度很高。它增加了证明数字系统中的瞬态事件的可能性。随后将对该并行处理体系结构进行阐述。

 

数字荧光示波器的第一阶段（输入）与模拟示波器相似（垂直放大器），第二阶段与数字存储示波器 相似（ ADC ）。但是，在模数转换后，数字荧光示波器与原来的示波器相比就有显著的不同之处。

 

对所有的示波器而言，包括模拟、数字存储示波器和数字荧光示波器示波器， 信号源 都存在着释抑时间。在这段时间内，仪器处理最近捕获的数据，重置系统，等待下一触发事件的发生。在这段时间内， 示波器 对所有信号都是视而不见的。随着释抑时间的增加，对查看到低频度和低重复事件的可能性就会降低。

 

请注意，由显示的更新速率简单地推断采集到事件的概率是不可能的。如果只是依靠显示更新速率，就确认示波器能采集到波形的所有相关信息，那么是很容易犯错误的，因为，实际上示波器并没有作到。串行处理采集到的波形。由于微处理器限制着波形的采集速率，所以微处理器是串行处理的瓶颈。

 

数字荧光示波器 把数字化的波形数据进一步光栅化，存入荧光数据库中。每 1/30 秒，这大约是人类眼睛能够觉察到的最快速度，存储到数据库中的信号图象直接送到显示系统。波形数据直接光栅化，以及直接把数据库数据拷贝到显存中，两者共同作用，改变了其他体系在数据处理方面的瓶颈。结果是增加了“使用时间”，增强显示更新能力。信号细节、间断事件和信号的动态特性都能实时采集。数字荧光 示波器 微处理器与集成的捕获系统一道并行工作，完成显示管理、自动测量和设备调节控制工作，同时，又不影响示波器的捕获速度。