關鍵字:示波器,數(shù)字示波器,虛擬示波器,示波器價格,示波器的使用,示波器原理
決定購買新數(shù)字存儲示波器(DSO)時,一般人們關注的指標包括帶寬、采樣率、存儲深度和通道數(shù),然而有一項性能卻常常被忽略掉,這就是示波器的顯示/數(shù)字刷新率。本文將討論刷新率對數(shù)字示波器使用的影響,并介紹選擇刷新率時應注意的問題。
刷新率之所以需要著重考慮有兩個理由,第一,示波器的數(shù)字刷新率對儀器的可用性影響很大;第二,采集/波形刷新率會影響捕獲偶發(fā)異常事件和毛刺的統(tǒng)計概率。
刷新率對示波器可用性的影響
數(shù)字存儲示波器于上世紀80年代首次投放市場,與模擬示波器相比其最大的缺點是響應性能不好。當時常見的數(shù)字示波器采集刷新率只有每秒一兩個波形,存儲器的深度也只有1,000個點。響應性不好使這種示波器用起來非常困難,工程師和技術人員用示波器對電子系統(tǒng)進行調(diào)試時,常常是將示波器用作一個“瀏覽”工具,一邊觀察示波器顯示屏上的波形,一邊很快地變換設置狀態(tài),如每刻度的電壓值、時基等等,如果設置變換時顯示屏上的刷新變化很慢,則不僅令人感到心煩而且還會拖慢整個調(diào)試的過程。
隨著數(shù)字示波技術的發(fā)展,大多數(shù)示波器廠商都以不到10萬個點的存儲深度解決了示波器響應性問題。憑經(jīng)驗來看,如果示波器對一個新的采集能夠達到至少每秒20次顯示刷新率,那么其響應速度就可以令人感到滿意了。應該承認,這個指標比起一般模擬示波器每秒幾十萬次的掃描速率來還是低得多,但對人的眼和手來說,每秒20次數(shù)字刷新率足以使數(shù)字存儲示波器具有“動態(tài)”的感覺。
不幸的是,隨著對更深存儲能力(>1MB)數(shù)字存儲示波器需求的增大,很多示波器由于數(shù)字波形記錄的處理時間問題使得響應性能仍然很差。為此許多深存儲示波器的缺省工作方式是采用淺存儲方式(一般少于5萬個點),在淺存儲方式下,示波器響應足夠靈敏,如果在特定場合用戶需要深度存儲,他們可以到時候選擇較深的存儲方式,但必須對示波器未能響應的部分做出處理。有些存儲深度極大的示波器每次屏幕刷新長達8到10秒,很多用戶對此是不能接受的。
為了解決深存儲條件下的刷新速率問題,有些示波器廠商采用一種特殊的快速采集運行方式。在這種方式下,示波器能夠每秒捕獲多達幾十萬個波形記錄。問題解決了嗎?也是也不是。快速采集確實解決了刷新率問題,使示波器可用性大為提高,然而如上所述,快速采集是一種特殊的運行方式,它在其它地方做了一些比較大的折衷。在這種工作方式下,最大采樣率和存儲深度都限定在示波器最大指標值以內(nèi),此外,對長波形的放大、自動測量和數(shù)學計算等功能也都在禁用之列,所以這只是一種特殊運行方式。
安捷倫科技的示波器采用MegaZoom技術來解決深存儲的響應性問題。使用MegaZoom深存儲器,即使處理很深的波形記錄,數(shù)字刷新率也可以超過每秒幾萬個波形。MegaZoom絕非特殊示波器運行方式,而是標準運行方式,用戶可以充分訪問存儲記錄,并使用示波器的放大功能。在最大采集刷新率下,示波器的響應性使人更真切地得到“動態(tài)”的感覺。
雖然快速采集方式每秒捕獲幾十萬個波形仍然優(yōu)于MegaZoom的每秒幾萬個波形,但考慮到可用性問題哪一個更好則并不一定。所有數(shù)字存儲示波器所用的光柵掃描陰極射線管,其顯示刷新速率都在30到60Hz之間,增加波形捕獲速率使之超過示波器的顯示刷新速率并不能改進示波器可用性。制約示波器可用性的因素很多,顯示刷新只是其中之一。快速采集限制了很多功能(包括放大能力、測量和波形數(shù)學計算)的使用,這些也都是考慮可用性的其它因素。歸根結底,評價示波器可用性的唯一方法是親自去試一試。
刷新率對捕獲偶發(fā)異常事件的影響
在捕獲偶發(fā)事件時,數(shù)字刷新率對捕獲異常現(xiàn)象和瞬態(tài)干擾的可能性具有極大影響。用戶憑直覺可能認為,采用快速采集技術的數(shù)字存儲示波器每秒能夠完成幾十萬次波形刷新,而采用MegaZoom技術的數(shù)字存儲示<