數(shù)字存儲示波器的原理和應(yīng)用

發(fā)布時間：2024-12-30 14:05 發(fā)布者：維立信測試儀器

數(shù)字存儲示波器（Digital Storage Oscilloscope，簡稱DSO）是一種采用數(shù)字電路進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過存儲器實(shí)現(xiàn)對觸發(fā)前信號進(jìn)行記憶的一種具備存儲功能的數(shù)字化設(shè)備。以下是對其原理及應(yīng)用的詳細(xì)介紹：

一、原理

信號采集與數(shù)字化：
- 當(dāng)信號進(jìn)入數(shù)字存儲示波器后，示波器會按一定的時間間隔對信號電壓進(jìn)行采樣。
- 采樣得到的模擬信號經(jīng)過模/數(shù)變換器（ADC）進(jìn)行數(shù)字化處理，生成代表每一個采樣電壓的二進(jìn)制字。
信號存儲與處理：
- 數(shù)字化后的信號被存儲在示波器的存儲器（如RAM）中。
- 示波器內(nèi)部的微處理器可以對存儲的信號進(jìn)行各種處理，如測量、分析、顯示等。
信號顯示：
- 當(dāng)需要觀察存儲的信號時，微處理器會從存儲器中按原順序取出數(shù)字信號。
- 這些數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（D/A）轉(zhuǎn)換回模擬信號，并經(jīng)過放大后送到示波器的陰極射線管（CRT）或其他顯示設(shè)備上顯示出來。
觸發(fā)機(jī)制：
- 示波器通常具有觸發(fā)功能，可以根據(jù)設(shè)定的觸發(fā)條件（如信號電壓達(dá)到某值并處于上升沿）開始采集和顯示信號。
- 觸發(fā)機(jī)制確保了示波器能夠穩(wěn)定地顯示信號波形。

二、應(yīng)用

波形觀測與比較：
- 數(shù)字存儲示波器可以觀測和比較單次過程和非周期現(xiàn)象、低頻和慢速信號，以及不同時間不同地點(diǎn)觀測到的信號。
- 它還可以同時顯示不同時間或相同時間發(fā)生的幾個波形，便于對波形進(jìn)行仔細(xì)分析和研究。
數(shù)據(jù)存儲與傳輸：
- 由于數(shù)字存儲示波器以數(shù)字形式存儲信號波形，因此可以長時間地保存信號數(shù)據(jù)。
- 這些數(shù)據(jù)可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口（如GPIB接口）傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或其他外部設(shè)備上進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理。
測量與分析：
- 數(shù)字存儲示波器具有高精度的測量功能，可以測量信號的頻率、幅值、上升時間等參數(shù)。
- 它還可以對存儲的信號進(jìn)行各種數(shù)字處理分析，如平均選加、信號的相關(guān)處理、頻譜分析、能譜分析和FFT分析等。
自動化測試：
- 數(shù)字存儲示波器通常具有程控和遙控能力，可以通過編程實(shí)現(xiàn)自動化測試。
- 這使得它在生產(chǎn)線測試、自動測試系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

綜上所述，數(shù)字存儲示波器以其獨(dú)特的原理和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在電子測量領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

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