数字存储示波器模板幻灯片.ppt

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1、数字存储示波器模板1 1第1页，共54页，编辑于2022年，星期六 数字存储示波器数字存储示波器 数字存储示波器是数字存储示波器是20世纪年代初世纪年代初发展起来的一种新型示波器。这种类型的发展起来的一种新型示波器。这种类型的示波器可以方便地实现对模拟信号波形进示波器可以方便地实现对模拟信号波形进行长期存储并能利用机内微处理器系统对行长期存储并能利用机内微处理器系统对存储的信号做进一步的处理，例如对被测存储的信号做进一步的处理，例如对被测波形的频率、幅值、前后沿时间、平均值波形的频率、幅值、前后沿时间、平均值等参数的自动测量以及多种复杂的处理。等参数的自动测量以及多种复杂的处理。数字存储示波器

2、的出现使传统示波器的数字存储示波器的出现使传统示波器的功能发生了重大变革。功能发生了重大变革。2 2第2页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述1、数字存储示波器的组成原理、数字存储示波器的组成原理3 3第3页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述2、数字存储示波器的主要技术指标、数字存储示波器的主要技术指标 1 1）最大取样速率最大取样速率最大取样速率最大取样速率 f fmaxmax 单位时间内完成的完整单位时间内完成的完整单位时间内完成的完整单位时间内完成的完整 A A A AD D D D 转换的最高次数。转换的最高次数。转换的最高次数。转换的最高次数。最大取

3、样速率主要由最大取样速率主要由最大取样速率主要由最大取样速率主要由 A A A AD D D D转换器的最高转换速率转换器的最高转换速率转换器的最高转换速率转换器的最高转换速率来决定。来决定。来决定。来决定。最大取样速率愈高，仪器捕捉信号的能力愈最大取样速率愈高，仪器捕捉信号的能力愈最大取样速率愈高，仪器捕捉信号的能力愈最大取样速率愈高，仪器捕捉信号的能力愈强。强。强。强。数字存储示波器在某个测量时刻的实际取样速率可根据示数字存储示波器在某个测量时刻的实际取样速率可根据示数字存储示波器在某个测量时刻的实际取样速率可根据示数字存储示波器在某个测量时刻的实际取样速率可根据示波器当时设定的扫描时间因

4、数（波器当时设定的扫描时间因数（波器当时设定的扫描时间因数（波器当时设定的扫描时间因数（t/divt/divt/divt/div）推算。其推算公式为）推算。其推算公式为）推算。其推算公式为）推算。其推算公式为 NN每格的取样数；每格的取样数；每格的取样数；每格的取样数；t/divt/div扫描时间因数，扫描一格所占扫描时间因数，扫描一格所占扫描时间因数，扫描一格所占扫描时间因数，扫描一格所占用的时间。亦称扫描速度用的时间。亦称扫描速度用的时间。亦称扫描速度用的时间。亦称扫描速度4 4第4页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述2、数字存储示波器的主要技术指标、数字存储示波器的主要

5、技术指标 2）存储带宽存储带宽 存储带宽与取样速率密切相关。根据取样定理，存储带宽与取样速率密切相关。根据取样定理，存储带宽与取样速率密切相关。根据取样定理，存储带宽与取样速率密切相关。根据取样定理，如果取样速率大于或等于信号最高频率分量如果取样速率大于或等于信号最高频率分量如果取样速率大于或等于信号最高频率分量如果取样速率大于或等于信号最高频率分量 的的的的2 2倍，便可重现原信号波形。倍，便可重现原信号波形。倍，便可重现原信号波形。倍，便可重现原信号波形。实际上，在数字存储示波器的设计中，为保证显实际上，在数字存储示波器的设计中，为保证显实际上，在数字存储示波器的设计中，为保证显实际上，在

6、数字存储示波器的设计中，为保证显示波形的分辨率，往往要求增加更多的取样点，示波形的分辨率，往往要求增加更多的取样点，示波形的分辨率，往往要求增加更多的取样点，示波形的分辨率，往往要求增加更多的取样点，一一一一般一个周期取般一个周期取般一个周期取般一个周期取4 41010点。点。点。点。5 5第5页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述2、数字存储示波器的主要技术指标、数字存储示波器的主要技术指标 3 3）分辨率）分辨率）分辨率）分辨率 分辨率用于反映存储信号波形细节的综合特性。分辨率用于反映存储信号波形细节的综合特性。分辨率用于反映存储信号波形细节的综合特性。分辨率用于反映存储信

7、号波形细节的综合特性。分辨率包括垂直分辨率和水平分辨率。垂直分辨率与分辨率包括垂直分辨率和水平分辨率。垂直分辨率与分辨率包括垂直分辨率和水平分辨率。垂直分辨率与分辨率包括垂直分辨率和水平分辨率。垂直分辨率与 A/D A/D 转换器转换器转换器转换器的分辨率相对应，常以屏幕每格的分级数的分辨率相对应，常以屏幕每格的分级数的分辨率相对应，常以屏幕每格的分级数的分辨率相对应，常以屏幕每格的分级数(级级级级/div)/div)表示。水平分表示。水平分表示。水平分表示。水平分辨率由存储器的容量来决定，常以屏幕每格含多少个取样点（点辨率由存储器的容量来决定，常以屏幕每格含多少个取样点（点辨率由存储器的容量

8、来决定，常以屏幕每格含多少个取样点（点辨率由存储器的容量来决定，常以屏幕每格含多少个取样点（点/div/div）表示。）表示。）表示。）表示。示波管屏幕坐标的刻度一般为示波管屏幕坐标的刻度一般为示波管屏幕坐标的刻度一般为示波管屏幕坐标的刻度一般为 810 div 810 div。若示波器采用。若示波器采用。若示波器采用。若示波器采用8 8位位位位 A/D A/D 转换器转换器转换器转换器(256(256级级级级)，则其垂直分辨率为，则其垂直分辨率为，则其垂直分辨率为，则其垂直分辨率为3232级级级级/div/div，用百，用百，用百，用百分数表示为分数表示为分数表示为分数表示为 1/2560.

9、39 1/2560.39。若采用容量为。若采用容量为。若采用容量为。若采用容量为1KB1KB的存储器，则的存储器，则的存储器，则的存储器，则水平分辨率为水平分辨率为水平分辨率为水平分辨率为 1 024/10100 1 024/10100 点点点点/div/div，或用百分数表示为，或用百分数表示为，或用百分数表示为，或用百分数表示为 1/1 1/1 0240.10240.1。6 6第6页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述2、数字存储示波器的主要技术指标、数字存储示波器的主要技术指标 4）存储容量）存储容量 存储容量又称记录长度，用记录一帧波形数据占有的存存储容量又称记录长度，

10、用记录一帧波形数据占有的存存储容量又称记录长度，用记录一帧波形数据占有的存存储容量又称记录长度，用记录一帧波形数据占有的存储容量来表示，常以字（储容量来表示，常以字（储容量来表示，常以字（储容量来表示，常以字（wordword）为单位。存储容量与水平）为单位。存储容量与水平）为单位。存储容量与水平）为单位。存储容量与水平分辨率在数值上互为倒数关系。分辨率在数值上互为倒数关系。分辨率在数值上互为倒数关系。分辨率在数值上互为倒数关系。数字存储器的存储容量通常采用数字存储器的存储容量通常采用数字存储器的存储容量通常采用数字存储器的存储容量通常采用 256B 256B，512B512B，1KB1KB，

11、4KB4KB 等。存储容量愈大，水平分辨率就愈高。但存储等。存储容量愈大，水平分辨率就愈高。但存储等。存储容量愈大，水平分辨率就愈高。但存储等。存储容量愈大，水平分辨率就愈高。但存储容量并非越大越好，由于仪器最高取样速率的限制，容量并非越大越好，由于仪器最高取样速率的限制，容量并非越大越好，由于仪器最高取样速率的限制，容量并非越大越好，由于仪器最高取样速率的限制，若存储容量选取不恰当，往往会因时间窗口缩短而失若存储容量选取不恰当，往往会因时间窗口缩短而失若存储容量选取不恰当，往往会因时间窗口缩短而失若存储容量选取不恰当，往往会因时间窗口缩短而失去信号的重要成分，或者因时间窗口增大而使水平分去信

12、号的重要成分，或者因时间窗口增大而使水平分去信号的重要成分，或者因时间窗口增大而使水平分去信号的重要成分，或者因时间窗口增大而使水平分辨率降低。辨率降低。辨率降低。辨率降低。7 7第7页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述2、数字存储示波器的主要技术指标、数字存储示波器的主要技术指标 5）读出速度）读出速度 读出速度是指将存储的数据从存储器中读出的速读出速度是指将存储的数据从存储器中读出的速读出速度是指将存储的数据从存储器中读出的速读出速度是指将存储的数据从存储器中读出的速度，常用度，常用度，常用度，常用(时间时间时间时间)/div)/div表示。其中，时间等于屏幕中每表示。其

13、中，时间等于屏幕中每表示。其中，时间等于屏幕中每表示。其中，时间等于屏幕中每格内对应的存储容量格内对应的存储容量格内对应的存储容量格内对应的存储容量读脉冲周期。读脉冲周期。读脉冲周期。读脉冲周期。使用时，示波器应根据显示器、记录装置或打印机使用时，示波器应根据显示器、记录装置或打印机使用时，示波器应根据显示器、记录装置或打印机使用时，示波器应根据显示器、记录装置或打印机等对速度的不同要求，选择不同的读出速度。等对速度的不同要求，选择不同的读出速度。等对速度的不同要求，选择不同的读出速度。等对速度的不同要求，选择不同的读出速度。8 8第8页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述2、

14、数字存储示波器的主要技术指标、数字存储示波器的主要技术指标 数字存储示波器特点：数字存储示波器特点：数字存储示波器特点：数字存储示波器特点：(1)(1)数字存储示波器在存储工作阶段，对快速信号采用较高的数字存储示波器在存储工作阶段，对快速信号采用较高的数字存储示波器在存储工作阶段，对快速信号采用较高的数字存储示波器在存储工作阶段，对快速信号采用较高的速率进行取样与存储，对慢速信号采用较低速率进行取样与速率进行取样与存储，对慢速信号采用较低速率进行取样与速率进行取样与存储，对慢速信号采用较低速率进行取样与速率进行取样与存储，对慢速信号采用较低速率进行取样与存储，但在显示工作阶段，其读出速度采取了

15、一个固定的速存储，但在显示工作阶段，其读出速度采取了一个固定的速存储，但在显示工作阶段，其读出速度采取了一个固定的速存储，但在显示工作阶段，其读出速度采取了一个固定的速率，不受取样速率的限制，因而可以获得清晰而稳定的波形。率，不受取样速率的限制，因而可以获得清晰而稳定的波形。率，不受取样速率的限制，因而可以获得清晰而稳定的波形。率，不受取样速率的限制，因而可以获得清晰而稳定的波形。对于观测频率很高的信号来说，模拟示波器必须选择带对于观测频率很高的信号来说，模拟示波器必须选择带对于观测频率很高的信号来说，模拟示波器必须选择带对于观测频率很高的信号来说，模拟示波器必须选择带宽很高的阴极射线示波管，

16、这就使造价上升，并且显示精度宽很高的阴极射线示波管，这就使造价上升，并且显示精度宽很高的阴极射线示波管，这就使造价上升，并且显示精度宽很高的阴极射线示波管，这就使造价上升，并且显示精度和稳定性都较低。而数字存储示波器采用了一个固定的相对和稳定性都较低。而数字存储示波器采用了一个固定的相对和稳定性都较低。而数字存储示波器采用了一个固定的相对和稳定性都较低。而数字存储示波器采用了一个固定的相对较低的速率显示，从而可以使用低带宽、高分辨率、高可靠较低的速率显示，从而可以使用低带宽、高分辨率、高可靠较低的速率显示，从而可以使用低带宽、高分辨率、高可靠较低的速率显示，从而可以使用低带宽、高分辨率、高可靠

17、性而低造价的光栅扫描式示波管，这就从根本上解决了上述性而低造价的光栅扫描式示波管，这就从根本上解决了上述性而低造价的光栅扫描式示波管，这就从根本上解决了上述性而低造价的光栅扫描式示波管，这就从根本上解决了上述问题。若采用彩色显示问题。若采用彩色显示问题。若采用彩色显示问题。若采用彩色显示,还可以很好地分辨各种信息还可以很好地分辨各种信息还可以很好地分辨各种信息还可以很好地分辨各种信息.9 9第9页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述 数字存储示波器特点：数字存储示波器特点：(2)(2)数字存储示波器能长时间地保存信号。这种特性对数字存储示波器能长时间地保存信号。这种特性对数字存

18、储示波器能长时间地保存信号。这种特性对数字存储示波器能长时间地保存信号。这种特性对观察单次出现的瞬变信号尤为有利。观察单次出现的瞬变信号尤为有利。观察单次出现的瞬变信号尤为有利。观察单次出现的瞬变信号尤为有利。有些信号，如单次冲击波、放电现象等都是在短暂的一有些信号，如单次冲击波、放电现象等都是在短暂的一有些信号，如单次冲击波、放电现象等都是在短暂的一有些信号，如单次冲击波、放电现象等都是在短暂的一瞬间产生，在示波器的屏幕上一闪而过，很难观察。数字瞬间产生，在示波器的屏幕上一闪而过，很难观察。数字瞬间产生，在示波器的屏幕上一闪而过，很难观察。数字瞬间产生，在示波器的屏幕上一闪而过，很难观察。数

19、字存储示波器问世以前，屏幕照相是存储示波器问世以前，屏幕照相是存储示波器问世以前，屏幕照相是存储示波器问世以前，屏幕照相是“存储存储存储存储”波形采取的主波形采取的主波形采取的主波形采取的主要方法。数字存储示波器把波形以数字方式存储起来，要方法。数字存储示波器把波形以数字方式存储起来，要方法。数字存储示波器把波形以数字方式存储起来，要方法。数字存储示波器把波形以数字方式存储起来，因而操作方便，且其存储时间在理论上可以是无限长因而操作方便，且其存储时间在理论上可以是无限长因而操作方便，且其存储时间在理论上可以是无限长因而操作方便，且其存储时间在理论上可以是无限长的。的。的。的。1010第10页，

20、共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述数字存储示波器特点：数字存储示波器特点：(3)(3)(3)(3)具有先进的触发功能。数字存储示波器不仅能具有先进的触发功能。数字存储示波器不仅能具有先进的触发功能。数字存储示波器不仅能具有先进的触发功能。数字存储示波器不仅能显示触发后的信号，而且能显示触发前的信号，并显示触发后的信号，而且能显示触发前的信号，并显示触发后的信号，而且能显示触发前的信号，并显示触发后的信号，而且能显示触发前的信号，并且可以任意选择超前或滞后的时间，这对材料强度、且可以任意选择超前或滞后的时间，这对材料强度、且可以任意选择超前或滞后的时间，这对材料强度、且可以任意选

21、择超前或滞后的时间，这对材料强度、地震研究、生物机能实验提供了有利的工具。地震研究、生物机能实验提供了有利的工具。地震研究、生物机能实验提供了有利的工具。地震研究、生物机能实验提供了有利的工具。除此之外，数字存储示波器还可以向用户提供边缘除此之外，数字存储示波器还可以向用户提供边缘除此之外，数字存储示波器还可以向用户提供边缘除此之外，数字存储示波器还可以向用户提供边缘触发、组合触发、状态触发、延迟触发等多种方式，来触发、组合触发、状态触发、延迟触发等多种方式，来触发、组合触发、状态触发、延迟触发等多种方式，来触发、组合触发、状态触发、延迟触发等多种方式，来实现多种触发功能，方便、准确地对电信号

22、进行分析。实现多种触发功能，方便、准确地对电信号进行分析。实现多种触发功能，方便、准确地对电信号进行分析。实现多种触发功能，方便、准确地对电信号进行分析。1111第11页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述数字存储示波器特点：数字存储示波器特点：(4)(4)(4)(4)测量精度高。模拟示波器水平精度由锯齿波的线性测量精度高。模拟示波器水平精度由锯齿波的线性测量精度高。模拟示波器水平精度由锯齿波的线性测量精度高。模拟示波器水平精度由锯齿波的线性度决定，故很难实现较高的时间精度，一般限制在度决定，故很难实现较高的时间精度，一般限制在度决定，故很难实现较高的时间精度，一般限制在度决定

23、，故很难实现较高的时间精度，一般限制在3%3%3%3%5%5%5%5%。而数字存储示波器由于使用晶振作高稳定时钟，有。而数字存储示波器由于使用晶振作高稳定时钟，有。而数字存储示波器由于使用晶振作高稳定时钟，有。而数字存储示波器由于使用晶振作高稳定时钟，有很高的测时精度。采用多位很高的测时精度。采用多位很高的测时精度。采用多位很高的测时精度。采用多位A/DA/DA/DA/D转换器也使幅度测量精转换器也使幅度测量精转换器也使幅度测量精转换器也使幅度测量精度大大提高。尤其是能够自动测量直接读数，有效地克度大大提高。尤其是能够自动测量直接读数，有效地克度大大提高。尤其是能够自动测量直接读数，有效地克度

24、大大提高。尤其是能够自动测量直接读数，有效地克服示波管对测量精度的影响，使大多数的数字存储示波服示波管对测量精度的影响，使大多数的数字存储示波服示波管对测量精度的影响，使大多数的数字存储示波服示波管对测量精度的影响，使大多数的数字存储示波器的测量精度优于器的测量精度优于器的测量精度优于器的测量精度优于1%1%1%1%。1212第12页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述数字存储示波器特点：数字存储示波器特点：(5)(5)(5)(5)具有很强的处理能力，这是由于数字存储示波具有很强的处理能力，这是由于数字存储示波具有很强的处理能力，这是由于数字存储示波具有很强的处理能力，这是由于

25、数字存储示波器内含微处理器，器内含微处理器，器内含微处理器，器内含微处理器，因而能自动实现多种波形参数因而能自动实现多种波形参数因而能自动实现多种波形参数因而能自动实现多种波形参数的测量与显示，例如上升时间、下降时间、脉宽、的测量与显示，例如上升时间、下降时间、脉宽、的测量与显示，例如上升时间、下降时间、脉宽、的测量与显示，例如上升时间、下降时间、脉宽、频率、峰频率、峰频率、峰频率、峰峰值等参数的测量与显示。能对波形实峰值等参数的测量与显示。能对波形实峰值等参数的测量与显示。能对波形实峰值等参数的测量与显示。能对波形实现多种复杂的处理，例如取平均值、取上下限值、现多种复杂的处理，例如取平均值、

26、取上下限值、现多种复杂的处理，例如取平均值、取上下限值、现多种复杂的处理，例如取平均值、取上下限值、频谱分析以及对两波形进行加、减、乘等运算处理。频谱分析以及对两波形进行加、减、乘等运算处理。频谱分析以及对两波形进行加、减、乘等运算处理。频谱分析以及对两波形进行加、减、乘等运算处理。同时还能使仪器具有许多自动操作功能，例如自检同时还能使仪器具有许多自动操作功能，例如自检同时还能使仪器具有许多自动操作功能，例如自检同时还能使仪器具有许多自动操作功能，例如自检与自校等功能，使仪器使用很方与自校等功能，使仪器使用很方与自校等功能，使仪器使用很方与自校等功能，使仪器使用很方便。便。便。便。1313第1

27、3页，共54页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述数字存储示波器特点：数字存储示波器特点：(6)(6)(6)(6)具有数字信号的输入具有数字信号的输入具有数字信号的输入具有数字信号的输入/输出功能，输出功能，输出功能，输出功能，所以可以很方便所以可以很方便所以可以很方便所以可以很方便地将存储的数据送到计算机或其他外部设备地将存储的数据送到计算机或其他外部设备地将存储的数据送到计算机或其他外部设备地将存储的数据送到计算机或其他外部设备,进行更复进行更复进行更复进行更复杂的数据运算或分析处理。同时还可以通过杂的数据运算或分析处理。同时还可以通过杂的数据运算或分析处理。同时还可以通过杂的数据运

28、算或分析处理。同时还可以通过GPGPGPGPIB IB IB IB 接接接接口与计算机一起构成强有力的自动测试系统。口与计算机一起构成强有力的自动测试系统。口与计算机一起构成强有力的自动测试系统。口与计算机一起构成强有力的自动测试系统。数字存储示波器也有它的局限性，例如，由于受数字存储示波器也有它的局限性，例如，由于受数字存储示波器也有它的局限性，例如，由于受数字存储示波器也有它的局限性，例如，由于受 A/DA/DA/DA/D转换器最大转换速率等因素的影响，数字存储示转换器最大转换速率等因素的影响，数字存储示转换器最大转换速率等因素的影响，数字存储示转换器最大转换速率等因素的影响，数字存储示波

29、器目前还不能用于观测频率较高的信号。波器目前还不能用于观测频率较高的信号。波器目前还不能用于观测频率较高的信号。波器目前还不能用于观测频率较高的信号。1414第14页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析 波形的采集、波形的显示、波形的测量、波形的处理。波形的采集、波形的显示、波形的测量、波形的处理。波形的采集、波形的显示、波形的测量、波形的处理。波形的采集、波形的显示、波形的测量、波形的处理。1、实时取样方式的采集原理、实时取样方式的采集原理 实时取样是指实时取样是指实时取样是指实时取样是指对波形进行等时对波形进行等时对波形进行等时对波形

30、进行等时间间隔取样，按间间隔取样，按间间隔取样，按间间隔取样，按照取样先后的次照取样先后的次照取样先后的次照取样先后的次序进行序进行序进行序进行A/DA/D转换转换转换转换并存入存储器中并存入存储器中并存入存储器中并存入存储器中。1515第15页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析1、实时取样方式的采集原理、实时取样方式的采集原理 ）取样）取样）取样）取样取样即连续波形的离散化，取样即连续波形的离散化，取样即连续波形的离散化，取样即连续波形的离散化，其方法可用右图说明。把模其方法可用右图说明。把模其方法可用右图说明。把模其方法可用右图说明

31、。把模拟波形送到加有反偏的取样拟波形送到加有反偏的取样拟波形送到加有反偏的取样拟波形送到加有反偏的取样门的门的门的门的a a点，在点，在点，在点，在c c点加入等间隔点加入等间隔点加入等间隔点加入等间隔取样脉冲，则对应时间取样脉冲，则对应时间取样脉冲，则对应时间取样脉冲，则对应时间 t tn n(n(n1 1，2 2，3 3，)取样脉冲取样脉冲取样脉冲取样脉冲打开取样门的瞬间，在打开取样门的瞬间，在打开取样门的瞬间，在打开取样门的瞬间，在b b点就点就点就点就得到相应的模拟量得到相应的模拟量得到相应的模拟量得到相应的模拟量a an n(n(n1 1，2 2，3 3，)，这个模拟量，这个模拟量，

32、这个模拟量，这个模拟量an an 就是取样后得到的离散就是取样后得到的离散就是取样后得到的离散就是取样后得到的离散化的模拟量化的模拟量化的模拟量化的模拟量。1616第16页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析1、实时取样方式的采集原理、实时取样方式的采集原理 2 2）A/DA/D转换转换转换转换 若把若把若把若把an中的每一个离散模拟量进行中的每一个离散模拟量进行中的每一个离散模拟量进行中的每一个离散模拟量进行A/DA/D转换，就可以转换，就可以转换，就可以转换，就可以得到相应的数字量。得到相应的数字量。得到相应的数字量。得到相应的数字量

33、。如果把这些数字量按序存放在存储器中，如果把这些数字量按序存放在存储器中，如果把这些数字量按序存放在存储器中，如果把这些数字量按序存放在存储器中，就相当于把就相当于把就相当于把就相当于把一幅模拟波形以数字量的形式存储起来。一幅模拟波形以数字量的形式存储起来。一幅模拟波形以数字量的形式存储起来。一幅模拟波形以数字量的形式存储起来。A/DA/DA/DA/D转换器是波形采集的关键部件。它决定了示波转换器是波形采集的关键部件。它决定了示波转换器是波形采集的关键部件。它决定了示波转换器是波形采集的关键部件。它决定了示波器的最大取样速率、存储带宽以及垂直分辨率等多项器的最大取样速率、存储带宽以及垂直分辨率

34、等多项器的最大取样速率、存储带宽以及垂直分辨率等多项器的最大取样速率、存储带宽以及垂直分辨率等多项指标。指标。指标。指标。1717第17页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析1、实时取样方式的采集原理、实时取样方式的采集原理 3）扫描速度扫描速度扫描速度扫描速度t/div t/div 控制控制控制控制 扫描速度扫描速度扫描速度扫描速度t/divt/div控制器实际上是一个时基分频器，用于控制器实际上是一个时基分频器，用于控制器实际上是一个时基分频器，用于控制器实际上是一个时基分频器，用于控制控制控制控制A/D A/D 转换速率以及存储器的

35、写入速度，它由一个准确转换速率以及存储器的写入速度，它由一个准确转换速率以及存储器的写入速度，它由一个准确转换速率以及存储器的写入速度，它由一个准确度、稳定性很好的晶体振荡器、一组分频器和相应的组合度、稳定性很好的晶体振荡器、一组分频器和相应的组合度、稳定性很好的晶体振荡器、一组分频器和相应的组合度、稳定性很好的晶体振荡器、一组分频器和相应的组合电路组成。电路组成。电路组成。电路组成。4 4）写地址计数器）写地址计数器）写地址计数器）写地址计数器 写地址计数器用来产生写地址信号，它由二进制计写地址计数器用来产生写地址信号，它由二进制计写地址计数器用来产生写地址信号，它由二进制计写地址计数器用来

36、产生写地址信号，它由二进制计数器组成，计数器的位数由存储长度来决定。写地址计数器组成，计数器的位数由存储长度来决定。写地址计数器组成，计数器的位数由存储长度来决定。写地址计数器组成，计数器的位数由存储长度来决定。写地址计数器的计数频率应该与控制数器的计数频率应该与控制数器的计数频率应该与控制数器的计数频率应该与控制A/DA/D转换器的取样时钟的频转换器的取样时钟的频转换器的取样时钟的频转换器的取样时钟的频率相同。率相同。率相同。率相同。1818第18页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析1、实时取样方式的采集原理、实时取样方式的采集原理

37、5 5 5 5）预置触发功能）预置触发功能）预置触发功能）预置触发功能 预置触发功能含正延迟触发和负延迟触发两种情况。预置触发功能含正延迟触发和负延迟触发两种情况。预置触发功能含正延迟触发和负延迟触发两种情况。预置触发功能含正延迟触发和负延迟触发两种情况。并且正负延迟及延迟时间都可以进行预置。并且正负延迟及延迟时间都可以进行预置。并且正负延迟及延迟时间都可以进行预置。并且正负延迟及延迟时间都可以进行预置。在数字存储示波器中预置触发可以通过控制存储器的在数字存储示波器中预置触发可以通过控制存储器的在数字存储示波器中预置触发可以通过控制存储器的在数字存储示波器中预置触发可以通过控制存储器的写操作过

38、程来实现。写操作过程来实现。写操作过程来实现。写操作过程来实现。在常态触发状态下在常态触发状态下在常态触发状态下在常态触发状态下 当被测信号大于预置电平时，触发电路便产生触发信号，于是当被测信号大于预置电平时，触发电路便产生触发信号，于是当被测信号大于预置电平时，触发电路便产生触发信号，于是当被测信号大于预置电平时，触发电路便产生触发信号，于是存储器就从零地址开始写入采集的数据，设示波器的存储容量为存储器就从零地址开始写入采集的数据，设示波器的存储容量为存储器就从零地址开始写入采集的数据，设示波器的存储容量为存储器就从零地址开始写入采集的数据，设示波器的存储容量为102410241024102

39、4，则当写满，则当写满，则当写满，则当写满1024102410241024个单元后便停止写操作。显示也从零地址开个单元后便停止写操作。显示也从零地址开个单元后便停止写操作。显示也从零地址开个单元后便停止写操作。显示也从零地址开始读数据，则对应示波器屏幕上显示的信号便是触发点开始后的始读数据，则对应示波器屏幕上显示的信号便是触发点开始后的始读数据，则对应示波器屏幕上显示的信号便是触发点开始后的始读数据，则对应示波器屏幕上显示的信号便是触发点开始后的波形。波形。波形。波形。1919第19页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析1、实时取样方式的

40、采集原理、实时取样方式的采集原理 5 5 5 5）预置触发功能）预置触发功能）预置触发功能）预置触发功能 在正延迟时在正延迟时在正延迟时在正延迟时 在正延迟时在正延迟时在正延迟时在正延迟时(即显示延迟触发点即显示延迟触发点即显示延迟触发点即显示延迟触发点N N N N个取样点时间个取样点时间个取样点时间个取样点时间)，触发信号到来后，存储器不立即写入数据，而是，触发信号到来后，存储器不立即写入数据，而是，触发信号到来后，存储器不立即写入数据，而是，触发信号到来后，存储器不立即写入数据，而是延迟延迟延迟延迟N N N N次取样之后才开始写入。这样当显示时，示波次取样之后才开始写入。这样当显示时，

41、示波次取样之后才开始写入。这样当显示时，示波次取样之后才开始写入。这样当显示时，示波器屏幕上显示的信号便是触发点之后器屏幕上显示的信号便是触发点之后器屏幕上显示的信号便是触发点之后器屏幕上显示的信号便是触发点之后N N N N个取样点的个取样点的个取样点的个取样点的波形。这等效于示波器的时间窗口右移。波形。这等效于示波器的时间窗口右移。波形。这等效于示波器的时间窗口右移。波形。这等效于示波器的时间窗口右移。2020第20页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析1、实时取样方式的采集原理、实时取样方式的采集原理 5 5 5 5）预置触发功能）

42、预置触发功能）预置触发功能）预置触发功能 在负延迟时在负延迟时在负延迟时在负延迟时 在负延迟时在负延迟时在负延迟时在负延迟时(即显示超前触发点即显示超前触发点即显示超前触发点即显示超前触发点N N N N个取样点时间个取样点时间个取样点时间个取样点时间)，触发信号，触发信号，触发信号，触发信号到来前，存储器信号便就一直处于到来前，存储器信号便就一直处于到来前，存储器信号便就一直处于到来前，存储器信号便就一直处于0 0 0 01023102310231023单元不断循环写入的单元不断循环写入的单元不断循环写入的单元不断循环写入的过程中，当写满过程中，当写满过程中，当写满过程中，当写满102410

43、2410241024个单元之后，新内容将覆盖旧内容继续写个单元之后，新内容将覆盖旧内容继续写个单元之后，新内容将覆盖旧内容继续写个单元之后，新内容将覆盖旧内容继续写入。当触发信号到来后，使存储器再写入入。当触发信号到来后，使存储器再写入入。当触发信号到来后，使存储器再写入入。当触发信号到来后，使存储器再写入1024-N1024-N1024-N1024-N个取样点之后个取样点之后个取样点之后个取样点之后停止写操作。显示时，不是从零地址读数据，停止写操作。显示时，不是从零地址读数据，停止写操作。显示时，不是从零地址读数据，停止写操作。显示时，不是从零地址读数据，而是从停止写操而是从停止写操而是从停

44、止写操而是从停止写操作时地址的下一个地址作为显示首地址连续读作时地址的下一个地址作为显示首地址连续读作时地址的下一个地址作为显示首地址连续读作时地址的下一个地址作为显示首地址连续读1024102410241024个单元的内个单元的内个单元的内个单元的内容。这样，示波器屏幕上显示的便是触发点之前容。这样，示波器屏幕上显示的便是触发点之前容。这样，示波器屏幕上显示的便是触发点之前容。这样，示波器屏幕上显示的便是触发点之前N N N N次取样点为起次取样点为起次取样点为起次取样点为起点的波形，这等于示波器的时间窗口左移。点的波形，这等于示波器的时间窗口左移。点的波形，这等于示波器的时间窗口左移。点的

45、波形，这等于示波器的时间窗口左移。2121第21页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析2、等效时间取样方式的采集原理、等效时间取样方式的采集原理 实时取样方式对观测单次出现的信号非常有效，实时取样方式对观测单次出现的信号非常有效，实时取样方式对观测单次出现的信号非常有效，实时取样方式对观测单次出现的信号非常有效，是数字存储示波器必须具备的取样方式，但实时取是数字存储示波器必须具备的取样方式，但实时取是数字存储示波器必须具备的取样方式，但实时取是数字存储示波器必须具备的取样方式，但实时取样方式受到样方式受到样方式受到样方式受到A/DA/D转

46、换器最高转换速率的限制，使观察转换器最高转换速率的限制，使观察转换器最高转换速率的限制，使观察转换器最高转换速率的限制，使观察和存储信号的频带宽度受到了限制。和存储信号的频带宽度受到了限制。和存储信号的频带宽度受到了限制。和存储信号的频带宽度受到了限制。等效时间取样方式是先采用等效时间取样方式是先采用等效时间取样方式是先采用等效时间取样方式是先采用“取样技术取样技术取样技术取样技术”，将周期性，将周期性，将周期性，将周期性的高频信号变换成波形与其相似的周期性低频信号，然的高频信号变换成波形与其相似的周期性低频信号，然的高频信号变换成波形与其相似的周期性低频信号，然的高频信号变换成波形与其相似的

47、周期性低频信号，然后再做进一步的处理，因而可以比较容易地获得很宽的后再做进一步的处理，因而可以比较容易地获得很宽的后再做进一步的处理，因而可以比较容易地获得很宽的后再做进一步的处理，因而可以比较容易地获得很宽的频带宽度。但等效时间取样仅限于处理重复性的周期信频带宽度。但等效时间取样仅限于处理重复性的周期信频带宽度。但等效时间取样仅限于处理重复性的周期信频带宽度。但等效时间取样仅限于处理重复性的周期信号。号。号。号。2222第22页，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析2、等效时间取样方式的采集原理、等效时间取样方式的采集原理2323第23页

48、，共54页，编辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析3 3、波形的显示、波形的显示 1 1）存储显示存储显示存储显示存储显示 存储显示是数字存储示波器最基本的显示方式。它存储显示是数字存储示波器最基本的显示方式。它存储显示是数字存储示波器最基本的显示方式。它存储显示是数字存储示波器最基本的显示方式。它显示的波形是触发后所存储的一帧波形信号，即在一次显示的波形是触发后所存储的一帧波形信号，即在一次显示的波形是触发后所存储的一帧波形信号，即在一次显示的波形是触发后所存储的一帧波形信号，即在一次触发所完成的一帧信号数据采集之后，再通过控制存储触发所完成的一帧信

49、号数据采集之后，再通过控制存储触发所完成的一帧信号数据采集之后，再通过控制存储触发所完成的一帧信号数据采集之后，再通过控制存储器的地址依次将数据读出，并经器的地址依次将数据读出，并经器的地址依次将数据读出，并经器的地址依次将数据读出，并经D/AD/A转换稳定地显示在转换稳定地显示在转换稳定地显示在转换稳定地显示在CRTCRT上。上。上。上。依照读出方法的不同，又可分为依照读出方法的不同，又可分为依照读出方法的不同，又可分为依照读出方法的不同，又可分为:CPUCPUCPUCPU控制方式控制方式控制方式控制方式 直接控制方式。直接控制方式。直接控制方式。直接控制方式。2424第24页，共54页，编

50、辑于2022年，星期六二、数字存储示波器的原理分析二、数字存储示波器的原理分析3 3、波形的显示、波形的显示 1 1）存储显示存储显示存储显示存储显示 CPU CPU CPU CPU 控制方式控制方式控制方式控制方式：将存储器中的数据将存储器中的数据将存储器中的数据将存储器中的数据 按地址顺序取出，送到按地址顺序取出，送到按地址顺序取出，送到按地址顺序取出，送到 D/A D/A D/A D/A转换器转换，还原转换器转换，还原转换器转换，还原转换器转换，还原 为模拟量送至为模拟量送至为模拟量送至为模拟量送至Y Y Y Y轴；与轴；与轴；与轴；与 此同时，将地址按同样此同时，将地址按同样此同时，将