数字存储示波器简介
信号不同步。使用DSO捕捉毛刺首先必须确保示波器已准备好去捕捉这些快速毛刺。DSO在特定时刻对输入信号进行采样,采样点之间的时间间隔取决于时间设置。如果毛刺的宽度比示波器的时间分辨率还要小,能否捕捉到毛刺就要看运气如何了。为了能够捕捉到毛刺我们的办法就是峰值检测或毛刺捕捉。
采用峰值检测的方法时,示波器将对信号波形的幅度连续的进行监测,并由正、负峰值检测器将信号的峰值幅度暂时的储存起来。当示波器要显示采样点的时候,示波器就将正或负峰值检测器保存的峰值进行数字化,并将该峰值检测器清零。这样在示波器上就用检测到的信号的正、负峰值代替了原来的采样点的数值。因此,峰值检测的方法能帮助我们发现由于使用的采样率过低而丢失的信号或者由于假象现象而引起失真的信号。峰值检测的方法对于捕捉调制信号,也很有用。为了显示这类信号,必须将示波器的时基设置的和调制信号的频率相配合。而在这种信号中,调制信号的频率通常在音频范围但载波频率通常为455KHZ或者更高。在这种情况下,不使用毛刺捕捉功能,就不能正确的采集信号,而使用了毛刺捕捉功能就可以看到类似模拟示波器所显示的波形。
示波器上的峰值检测功能是通过硬件(模拟)峰值检测器的方法或者快速采样的方法来实现的。(模拟)峰值检测器是一个专门的硬件电路,它以电容上电压的形式存储信号的峰值。这种方法的缺点是速度比较慢,它通常只能存储宽度大于几个微秒且有相当幅度的毛刺。数字峰值检测器围绕ADC而构成,这时ADC将以可能的最高采样率连续对信号进行采样。然后将峰值存储在一个专用的存储器中。当要显示采样点的值时,储存的峰值就作为该时刻的采样值来使用。数字峰值检测器的优点是其速度和数字化的过程的速度一样快。
4、滚动模式
从触发事件开始,示波器采集信号的采样点,并将其存于采集存储器中的连续位置。一单新的数据已将存储器的最后一个单元填满以后,采集过程即告结束,示波器就将采集存储器中的波形数据复制到显示存储器中去。在此期间示波器不再采集新的数据,就象模拟示波器在时基复位期间不能显示波形扫迹一样。
对于低频应用的场合,信号的周期可达分钟的量级而远不只是微秒级的量级,这时DSO可以应用一种全连续的显示方式:滚动模式。在这种模式下,示波器采集采样点并立即将采集的数据复制到显示存储器。而这些新的采样点显示于屏幕的右面,屏幕上已有的波形则向左滚动。老的采样点一旦移动到屏幕的左面即行消失。这样一来示波器屏幕上显示的波形总是反映出最新信号对时间变化的情况。
由于有了这种滚动模式,就可以用示波器来代替图表记录仪来显示慢变化的现象。诸如化学过程、电池的充放电周期或温度对系统性能的影响等。
5、显示放大
在模拟示波器中,可以将时基放大10倍,以便详细观察信号的细节。在DSO中显示的波形可以按大小不同的步进值放大。通常时基放大按2的幂次倍数放大。一旦波形已经采集并存入存储器,例如单次波形采集的情况,使用垂直放大功能代替提高垂直灵敏度来放大波形也是很方便的。
六、特殊的触发方式
DSO的存储功能使它成为捕捉十分罕见、甚至于只发生一次的信号,例如单次事件或者系统闭锁等情况的极为有用的工具。为捕捉这些信号就要求示波器具有各种各样的触发方式去探测这些特殊的条件。为了实现这一目的,只有边缘触发往往是不够的,为此就需要有若干附加的触发能力的特殊的触发方式。
1、图形触发
在逻辑硬件电路中,信号是由许多并行的线来传送的。整个硬件的瞬时状态则是由在给定时刻时这些线上的状态来表示的。为了识别硬件状态,就需要有一种仪器来检测这些线的状态。使用图形触发功能可以监视多条线的状态。
2、状态触发
逻辑硬件通常是围绕着一个中央时钟系统来构成的。其中的所有硬件都在这个时钟系统的指令之下来存储其输入信号。当使用状态触发时,输入信号的处理方法和图形触发时一样,只不过现在要把其中的一个输入信号当作时钟信号。如果示波器在时钟上升沿或下降沿时存储的其余的线的输入字和用户规定的触发字一致,则示波器就触发。
3、毛刺触发
使用毛刺触发时,能引起系统误动作的窄脉冲,如毛刺、尖峰等可引起示波器触发。如果一个系统是设计在DC到某一频率信号下工作的,那么由于线路走线可能会使系统引入比此范围更高的频率信
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