数字存储示波器简介
CRT是示波器的心脏,在CRT中电子束的偏转是通过两个偏转板之间施加电压来实现的。这种方法称为静电偏转。这种偏转系统可以从DC开始直到很宽的频率范围内使用。在模拟示波器中采用了这种方法。在模拟示波器中输入信号经过衰减或放大以后,连续的直接的加到偏转系统。因此模拟示波器常常被认为是最可信赖的信号仪器。我们在CRT频幕上所看到的波形就是被测系统中实际发生的情况。这时电子束的偏转是由输入信号和时基来决定的。这两者一起把电子束偏转到屏幕上需要加亮的位置。这种类型的显示称为相量扫描显示。
在DSO中,在显示信号波形之前首先要采集波形并存入存储器。在某些DSO中使用了另一种类型的CRT即和PC监视器和电视机所使用的相类似的CRT。在这些CRT中电子束是由安装在CRT外面的线圈产生的磁场来偏转的,这种方法称为磁偏转,它只能在一个有限的偏转频率范围内使用。所以这种显示管采用和TV屏幕完全相同的方法来驱动:即在屏幕上以固定的频率从左到右一行挨一行的画出扫描线。扫完完整的一屏(一个全场)可能需要500行或更多的行。DSO计算出屏幕上的哪些点需要加亮,当扫描系统扫到屏幕上的这种点时,就使电子束加亮。这种类型的显示称为光栅扫描显示,它只能用于DSO,而不能用在模拟示波器中。这时我们在屏幕上看到并不是输入信号本身的波形,而是使用早些时刻采集的表示输入信号的数据在屏幕上重建的波形。
近年来使用液晶显示器(LCD)的DSO已经问世。这种显示器需要的功率要比CRT小,功耗很低,一组小型的电池就可以供仪器工作几个小时。因此在便携式示波器上极为理想。
五、DSO的控制机构
DSO有许多新的特性,这就使得DSO有许多模拟示波器没有的控制机构。
1、预触发和后触发
每一次时基扫描都是由一个触发事件启动的。这样一来我们就只能研究观察触发时刻以后的信号变化情况。在很多应用场合,我们感兴趣的波形部分并不紧跟在引起稳定触发的信号部位后面,而是在触发以后一段时间,或者甚至可能在触发之前。
例如当一个半导体器件被打开时,其输出信号的幅度可能很大,我们可以用它来触发示波器。但是如果我们要研究该半导体器件开始导通的很小的输入信号时,我们就会发现,这个信号太小因而不能准确的触发示波器。这就要求示波器具有所谓的预触发观察能力:即有一个信号(这里指那个大的输出信号)来触发示波器,而示波器显示触发时刻之前的信号的能力。这就使得示波器能用多通道的波形详细的显示出一个系统的输入和输出信号,年个而看出系统响应的因果关系。
在另一些情况下,你可能想要详细的研究触发事件以后一段时间发生的信号有关部分。例如要研究一个方波的抖动的大小,就可以使用一台具有后触发延迟或后触发观察能力的示波器。这时可以用方波的一个沿来触发示波器,而把时基设置成很高的速度以显示抖动。其作法是:在示波器探测到触发事件时,启动一个后触发延迟计数器。将此计数器的计数时间设置成大约等于一个信号周期的时间。当此预先设计的定时时间结束以后,示波器就开始从方波的下一个上升沿即将开始的时刻采集。
由于延迟计数器是一个非常稳定的石英晶体控制的数字时钟,它与被测信号无关,独立工作,所以被测方波信号的抖动就会表现为示波器上采集到的上升沿位置的不稳定性。也就是说在各次采集过程中,方波的上升沿将会在相对于触发事件的不同时刻(即屏幕上的不同位置)出现。
2、触发位置
具有预触发或后触发延迟能力的示波器必须具有某种方法来控制延迟时间的大小。这可以用触发位置控制机构来完成。这个控制机构可以使得触发位置在屏幕上或者在采集记录中移动。在有些示波器中,触发位置只能设置为几个预先规定的数值,例如在采集信号记录的开头、中间和结尾。但如示波器具有很宽的出发位置控制范围,使用起来会是很方便的。
3、毛刺捕捉
由于电路的干扰或者由于连线离被测系统过近等因素就可能会产生带有快速的毛刺或尖峰的失真波形,这些毛刺常会引起系统发生误动作。这就需要我们来发现这些毛刺。
如果用模拟示波器来观察,只有当毛刺信号是重复性的并且和主信号同步时,我们才能看到毛刺信号。或者如果运气好,出现了很多的毛刺,就可能会在主信号的周围看到毛刺的朦胧形象。由于毛刺源于其它的电路系统,所以这些毛刺通常只是偶尔发生,并且和主
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