选择数字示波器前,你应该知道哪些?

2020-09-14 11:57   来源: 互联网    阅读次数:3173

对于电子爱好者、工程师和技术人员来说,市面上各种各样的示波器可能会让每个人眼花缭乱。示波器有多种参数,还有多种功能,再加上各种价格,很容易使人变大。


对于初学者来说,让我们忘记示波器的参数和价格以及各种功能。先问自己几个问题:


1. 我需要带着示波器出去吗?我需要方便的示波器吗?我需要一个示波器。我可以在户外用电池吗?


第二,根据我的实际工作情况,我需要同时测量多少信号?


3. 我测量的信号电压范围是多少,最大和最小值是多少?


4. 我测量的信号的最大频率是多少?


5. 我是主要测量重复信号,还是提取异常信号?


6. 你需要对信号进行频域和时域分析吗?


如果我们对上述问题的答案是清楚的,我们应该很容易地筛选出适当的示波器。但如果我们对上述问题感到困惑,我们应该学习以下一些知识。


模拟示波器与数字示波器的比较与区别


无论是模拟示波器还是数字示波器,其功能都是用来测量信号的。双方主要是基于时域来观察信号。由于信号在不同的时间点上变化,示波器中的纵坐标和水平坐标分别表示信号的电压值和所处的时间,我们也可以从示波器的屏幕上观察信号的异常和噪声。


数字示波器和模拟示波器的原理区别在于,数字示波器通过模拟到数字转换器将模拟信号转换成数字信号进行处理和显示。数字示波器在对信号进行数字化后,除了信号的出现外,还能计算出信号,因此数字示波器的功能也更大。旧的模拟示波器通常采用阴极射线成像管 CRT 来显示信号,旧的数字示波器也使用 CRT,但目前现代数字示波器普遍采用 LCD 液晶显示屏。由于这两者并没有改变示波器的工作原理,所以工业上没有 CRT 示波器和 LCD 示波器。


随着时间的推移,模拟示波器唯一的优势是价格。模拟示波器没有存储数据和分析波形的能力,触发功能有限,捕获单个和偶尔信号的能力不够,而且由于大量模拟设备的内部使用,这些设备也会随着时间和温度的变化而变化,因此性能不稳定。


目前,几乎所有的参数、数字示波器都开始全面超越模拟示波器。未来,模拟示波器的淘汰几乎是不可避免的。鉴于示波器的使用寿命长和未来电子领域的发展,我强烈建议,如果你现在购买示波器,你可以直接购买数字示波器。让我们来看看数字示波器的一些参数。


带宽


示波器的前端衰减器和放大器决定了示波器的带宽,示波器的带宽决定了示波器最大能测量的信号频率范围。按照定义,100M 带宽的示波器测量 100MHz 频率,1V 的正弦波,信号大小会衰减到 0.707V。如果你拿一个 50M 带宽的示波器去测 500M 频率的正弦波,信号是绝对会失真无疑的。根据示波器带宽的理论,假设我们测量的信号最大频率在 20MHz,那么购买 100MHz 以上带宽的示波器即可。


采样率和存储深度


模数转换器和 Ram 高速存储器影响示波器的其他两个指标:采样率和存储深度。根据 Nyquist(Nyquist) 定律,如果被测信号的带宽有限,那么如果采样率是被测信号的两倍以上,则可以在不混叠的情况下完全重建或恢复信号中携带的信息。事实上,市面上示波器的采样率一般是带宽的 5 倍以上。


要注意等效采样率和实时采样率的差别。如果价格特别低的示波器的采样率很高,我们应该特别注意等效采样率是否由制造商标明。


示波器采样率 = 存储深度 / 波形记录时间


可见,示波器的采样率随波形记录的长度而变化,变化的速度受存储深度的影响。示波器的存储深度越大,长时间记录信号的采样率就越难降低。


垂直分辨率


大多数示波器的垂直分辨率为 8 位,这意味着电压值可分为 256 部分,如果测量电压在±1V 范围内,则每个副本可细化为 7.8125MV,这也足以对数字信号进行分析。


8 位 ADC 的直流增益精度一般小于±2%~3%.


触发

示波器的触发功能是示波器的灵魂功能,正因为如此,我们才能稳定地观察到波形,否则信号在屏幕上随时变化,就无法对信号进行分析判断。


大多数示波器具有边缘触发功能,也是最基本的触发功能。然而,有些示波器将提供更丰富的触发模式,可以满足用户不同的信号触发需求。


量程


一般来说,由于探头衰减比的存在,示波器只能测量与示波器探头有关的电压。例如,要测量几千伏特的高压,就必须选择一个高压探头,示波器标准探头只能测量几百伏特的峰值。


但是,也要注意示波器的通道衰减比和示波器垂直位移范围的选择。首先,将示波器的通道衰减比达到 1x,以看到垂直齿轮范围,例如 1MV/div-10V/div。然后,根据示波器所能设置的信道衰减率来确定示波器的电压测量范围。




责任编辑:萤莹香草钟
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