示波器,手持示波器,虛擬示波器,北京迪陽選購指南
模擬示波器, 數(shù)字示波器, 手持示波器, 虛擬示波器, 手持示波表, 虛擬儀器
示波器是一種圖形顯示設備,，它描繪電信號的波形曲線,。這一簡單的波形能夠說明信號的許多特性：信號的時間和電壓值、振蕩信號的頻率,、信號所代表電路中“變化部分”信號的特定部分相對于其它部分的發(fā)生頻率,、是否存在故障部件使信號產(chǎn)生失真,、信號的直流成份（DC）和交流成份（AC）、信號的噪聲值和噪聲隨時間變化的情況,、比較多個波形信號等,。
示波器種類:
一,、 模擬示波器.
二、 數(shù)字示波器.
三,、 數(shù)字熒光示波器.
四,、 基于PC的數(shù)字示波器
五、 手持數(shù)字示波器.
１,、示波器的發(fā)展過程
初期主要為模擬示波器
廿世紀四十年代是電子示波器興起的時代,，雷達和電視的開發(fā)需要性能良好的波形觀察工具，泰克成功開發(fā)帶寬10MHz的同步示波器,，這是近代示波器的基礎,。五十年代半導體和電子計算機的問世，促進電子示波器的帶寬達到100MHz,。六十年代美國,、日本,、英國,、法國在電子示波器開發(fā)方面各有不同的貢獻，出現(xiàn)帶寬6GHz的取樣示波器,、帶寬4GHz的行波示波管,、1GHz的存儲示波管；便攜式,、插件式示波器成為系列產(chǎn)品,。七十年代模擬式電子示波器達到高峰，行譜系列非常完整,，帶寬1GHz的多功能插件式示波器標志著當時科學技術的高水平,，為測試數(shù)字電路又增添邏輯示波器和數(shù)字波形記錄器。模擬示波器從此沒有更大的進展,，開始讓位于數(shù)字示波器,，英國和法國甚至退出示波器市場，技術以美國領先,，中低檔產(chǎn)品由日本生產(chǎn),。
模擬示波器要提高帶寬，需要示波管,、垂直放大和水平掃描全面推進,。數(shù)字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉(zhuǎn)換器的性能，對示波管和掃描電路沒有特殊要求,。加上數(shù)字示波管能充分利用記憶,、存儲和處理，以及多種觸發(fā)和預前觸發(fā)能力,。廿世紀八十年代數(shù)字示波器異軍突起,，成果累累,，大有全面取代模擬示波器之勢，模擬示波器逐漸從前臺退到后臺,。
但是在發(fā)展初期模擬示波器的某些特點,，卻是數(shù)字示波器所不具備的：
○ 操作簡單：全部操作都在面板上可以找到，波形反應及時,，數(shù)字示波器往往要較長處理時間,。
○ 垂直分辨率高：連續(xù)而且無限級，數(shù)字示波器分辨率一般只有8位至10位,。
○ 數(shù)據(jù)更新快：每秒捕捉幾十萬個波形,，數(shù)字示波器每秒捕捉幾十個波形。
○ 實時帶寬和實時顯示：連續(xù)波形與單次波形的帶寬相同,，數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關,，取樣率不高時需借助內(nèi)插計算，容易出現(xiàn)混淆波形,。
簡而言之,，模擬示波器為工程技術人員提供眼見為實的波形，在規(guī)定的帶寬內(nèi)可非常放心進行測試,。人類五官中眼睛視覺神經(jīng)十分靈敏,，屏幕波形瞬間反映至大腦作出判斷，細微變化都可感知,。因此,，剛開始模擬示波器深受使用者的歡迎。
中期數(shù)字示波器獨領風騷
八十年代的數(shù)字示波器處在轉(zhuǎn)型階段,，還有不少地方要改進,，美國的TEK公司和HP公司都對數(shù)字示波器的發(fā)展作出貢獻。它們后來停產(chǎn)模擬示波器,，并且只生產(chǎn)性能好的數(shù)字示波器,。進入九十年代，數(shù)字示波器除了提高帶寬到1GHz以上,，更重要的是它的全面性能超越模擬示波器,。出現(xiàn)所謂數(shù)字示波器模擬化的現(xiàn)象，換句話說,，盡量吸收模擬示波器的優(yōu)點,，使數(shù)字示波器更好用。
數(shù)字示波器首先在取樣率上提高,，從最初取樣率等于兩倍帶寬,，提高至五倍甚至十倍，相應對正弦波取樣引入的失真也從100%降低至3%甚至1%,。帶寬1GHz的取樣率就是5GHz/s,，甚至10GHz/s,。
其次，提高數(shù)字示波器的更新率,，達到模擬示波器相同水平,，最高可達每秒40萬個波形，使觀察偶發(fā)信號和捕捉毛刺脈沖的能力大為增強,。
再次,，采用多處理器加快信號處理能力，從多重菜單的煩瑣測量參數(shù)調(diào)節(jié),，改進為簡單的旋鈕調(diào)節(jié),，甚至完全自動測量，使用上與模擬示波器同樣方便,。
最后,，數(shù)字示波器與模擬示波器一樣具有屏幕的余輝方式顯示，賦于波形的三維狀態(tài),，即顯示出信號的幅值,、時間以及幅值在時間上的分布。具有這種功能的數(shù)字示波器稱為數(shù)字熒光示波器或數(shù)字余輝示波器即數(shù)模兼合,。
數(shù)字示波器要有模擬功能
模擬示波器用陰極射線管顯示波形,，示波管的帶寬與模擬示波器的相同,，亦即示波管內(nèi)電子運動速度與信號頻率成正比,，信號頻率越高電子速度越快，示波管屏幕的亮度與電子束的速度成反比,，低頻波形的亮度高,，高頻波形的亮度低。利用熒光屏幕的亮度或灰度容易獲得信號的第三維信息,，如用屏幕垂直軸表示幅度,，水平軸表示時間，則屏幕亮度可表示信號幅度隨時間分布的變化,。這種與時間有關的熒光余輝（灰度定標）效應對觀察混合波形和偶發(fā)波形十分有效,，模擬存儲示波器就是這種專用示波器的代表產(chǎn)品，最高的性能達到800MHz帶寬,，可記錄到1ns左右的快速瞬變偶發(fā)事件.
數(shù)字示波器缺少余輝顯示功能,因為它是數(shù)字處理,，只有兩個狀態(tài)，非高即低,，原則上波形也是“有”和“無”兩個顯示,。為達到模擬示波器那樣的多層次亮度變化，必須采用專用圖象處理芯片,，例如TEK公司采用DPX型處理器芯片,，具有數(shù)據(jù)采集,、圖象處理和存儲等多項功能，DPX芯片由130萬個晶體管組成,，采用0.65μm的CMOS工藝,，并行流水結(jié)構(gòu)，取樣率高,。它既是數(shù)據(jù)采集芯片,，同時也是光柵掃描器，模擬示波管屏幕熒光體的發(fā)光特性,，用16級亮度分級,，將波形存儲在500×200像素的LCD單色或彩色顯示屏上，每1/30秒更新一次,。由于模擬存儲示波器只能依靠照相底片記錄波形,，對數(shù)據(jù)保存并不方便，而數(shù)字熒光示波器是數(shù)字處理的顯示,，數(shù)據(jù)記錄,、處理、保存都十分方便,。例如用紅色表示出現(xiàn)幾率最高的波形,，蘭色表示出現(xiàn)幾率最低的波形，達到一目了然,。由于數(shù)字示波器已經(jīng)達到4GHz以上帶寬的水平,，配合熒光顯示特性，總的性能優(yōu)于模擬存儲示波器,。
數(shù)字熒光示波器
數(shù)字熒光示波器（DPO）為示波器系列增加了一種新的類型,，能實時顯示、存貯和分析復雜信號的三維信號信息：幅度,、時間和整個時間的幅度分布,。
DSO采用串行處理的體系結(jié)構(gòu)捕獲、顯示和分析信號,；相對而言,，DPO為完成這些功能采用的是并行體系結(jié)構(gòu)，如圖一,、二所示,。并行結(jié)構(gòu)和基于ASIC硬件的處理技術，使數(shù)字熒光示波器能夠捕捉到當今復雜的動態(tài)信號中的全部細節(jié)和異常情況,，并以人類的眼睛的接受速度顯示出來,。
普通數(shù)字示波器要觀察偶發(fā)事件需要使用長時間記錄，然后作信號處理，這種辦法會漏掉非周期性出現(xiàn)的信號和不能顯示出信號的動態(tài)特性,。數(shù)字熒光示波器能夠顯示復雜波形中的微細差別,，以及出現(xiàn)的頻繁程度。例如觀察電視信號,，既有行掃描,、幀掃描、視頻信號和伴音信號,，還要記錄電視信號中的異?，F(xiàn)象，對于專業(yè)人員和維修人員都是同樣重要的,。
例.TEK公司的TDS3000系列數(shù)字熒光示波器提供多種測試模塊,，可以從前面板右上角插入六種模塊。例如觸發(fā)模塊可作邏輯狀態(tài),、邏輯圖形觸發(fā),，以及脈沖參數(shù)（上升、下降沿,、寬度,、周期等）；電視模塊專用于多種制式的（NTSC,、PAL和SECAM）波形記錄,；快速傅里葉變換（FFT）模塊可快速顯示信號的頻率成分和頻譜分布，既可分析脈沖響應,，亦可分析諧波分布,，并且識別和定位噪聲和干擾來源。還有高級分析模塊和極限測試模塊,。
TDS3000系列示波器是便攜式的,，重量不到7磅，可由電池供電,，特別適于現(xiàn)場使用。
手持示波器：
手持式數(shù)字示波表,，也叫手持式數(shù)字示波器,，是集數(shù)字存儲示波器、數(shù)字萬用表,、數(shù)字頻率計,、有的還帶波形發(fā)生器、四者功能于一體,，采用高效鋰電池供電,，圖形液晶顯示，是電子測量領域里一類新型的實用儀器,。本設計采用嵌入式設計技術,，把微控制器,、A/D 轉(zhuǎn)換器、LCD 控制器等核心部件嵌入該系統(tǒng),，并利用嵌入式操作系統(tǒng),、ASIC 設計技術、LCD 圖形顯示技術及數(shù)字信號處理技術等綜合設計的嵌入式儀器系統(tǒng),。該儀器功能齊全,，并且體積小、重量輕,，攜帶和操作都十分方便,，具有極高的技術含量、很強的實用性和巨大的市場潛力,，代表了當代電子測量儀器的一種發(fā)展趨勢,。
2、如何選擇示波器
自從示波器問世以來,，它一直是最重要,、最常用的電子測試工具之一 ；由于電子技術的發(fā)展,，示波器的能力也在不斷提升,，其性能與價格也五花八門，市場參差不齊,，本文從多方面闡述您如何選擇示波器,。
了解您的信號？
您要知道您用示波器觀察什么,？既您要捕捉并觀察的信號其典型性能是什么,？您的信號是否有復雜的特性？您的信號是重復信號還是單次信號,？您要測量的信號過渡過程帶寬,，或者上升時間是多大？您打算用何種信號特性來觸發(fā)短脈沖,、脈沖寬度,、窄脈沖等？您打算同時顯示多少信號,？
模擬還是數(shù)字,？
參見前面的《示波器發(fā)展》?？傊?，傳統(tǒng)的觀點認為模擬示波器具有熟悉的面板控制，價格低廉，因而總覺得模擬示波器“使用方便”,。但是隨著A/D轉(zhuǎn)換器速度逐年提高和價格不斷降低,，以及數(shù)字示波器不斷增加的測量能力和實際上不受限制的各種功能，數(shù)字示波器已獨領風騷,。
帶寬如何,？
帶寬一般定義為正弦輸入信號幅度衰減到-3dB時的頻率，即70.7%,，帶寬決定示波器對信號的基本測量能力,。隨著信號頻率的增加，示波器對信號的準確顯示能力將下降,，如果沒有足夠的帶寬,，示波器將無法分辨高頻變化。幅度將出現(xiàn)失真,，邊緣將會消失,，細節(jié)數(shù)據(jù)將被丟失。如果沒有足夠的帶寬,，得到的關于信號的所有特性,，響鈴和振鳴等都毫無意義。
一個決定您所需要的示波器帶寬有效的經(jīng)驗法則是“5倍準則”,；即將您要測量的信號最高頻率分量乘以5,。這將會使您在測量中獲得高于2%的精度。
在某些應用場合,，您不知道你的感興趣的信號帶寬,，但是您知道它的最快上升時間，大多數(shù)字示波器的頻率響應用下面的公式來計算關聯(lián)帶寬和儀器的上升時間：Bw=0.35/信號的最快上升時間,。
帶寬有兩種類型：重復（或等效時間）帶寬和實時（或單次）帶寬,。重復帶寬只適用于重復的信號，顯示來自于多次信號采集期間的采樣,。實時帶寬是示波器的單次采樣中所能捕捉的最高頻率,，且當捕捉的事件不是經(jīng)常出現(xiàn)時要求相當苛刻。實時帶寬與采樣速率聯(lián)系在一起,。
由于更寬的帶寬往往意味著更高的價格,，因此應對照你的預算來評定通常要觀察信號的頻率成分。
采樣速率怎樣,？
定義為每秒采樣次數(shù)（S/s），指數(shù)字示波器對信號采樣的頻率,。示波器的采樣速率越快,，所顯示的波形的分辨率和清晰度就高，重要信息和事件丟失的概率就越小。
如果需要觀測較長時間范圍內(nèi)的慢變信號,，則最小采樣速率就變得較為重要,。為了在顯示的波形記錄中保持固定的波形數(shù)，需要調(diào)整水平控制按鈕,，而所顯示的采樣速率也將隨著水平調(diào)節(jié)按鈕的調(diào)節(jié)而變化,。
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