示波器數字電路所引起的顯示差異

當前位置:首頁 >> 儀器儀表技術文章

示波器數字電路所引起的顯示差異
  除了放大器等模擬電路部分外,示波器的不同也體現在數字電路部分上。日本一家提供測試測量儀器租賃服務的公司表示:“不同廠商在數字示波器的內部計算方面都具有各自的專業(yè)技術,因此,各產品顯示波形的準確度也有所不同!  
      由于波形更新速度不足時,視頻信號很難重現原有波形,因此,從視頻信號的顯示上很容易就能看出各款產品之間因數字電路的不同而造成的顯示差異(見圖5b)。 
具有超高性能的模擬示波器的波形更新速度可高達100萬次/秒,普通模擬示波器的波形更新速度也有數萬至數十萬次/秒,所以模擬示波器在顯示視頻信號時一般不會因為波形更新速度不足而出現問題。 
       數字示波器的波形更新速度則相對較慢。在顯示捕獲到的數據時,示波器需要通過微處理器和DSP等對數據進行處理,這個處理所需的時間即決定了示波器的波形更新速度。在數字示波器中,某些具備高速處理電路的高價位產品也可以提供數十萬次/秒的波形更新速度。 
      但對于低價位數字示波器產品來說,很多廠商都沒有在數據手冊中標明產品的波形更新速度。雖然可以通過咨詢廠商而得到該數值,但通常只有數十至數千次/秒,不同產品之間還存在不小的偏差(見表2)。如果利用波形更新速度僅為數百次/秒的產品來顯示視頻信號,通常無法完整顯示出原有波形。例如,如果只是顯示一張彩色圖表,那么波形更新速度只需1000次/秒即可正常顯示;但如果要顯示模擬視頻信號,就需要1萬~10萬次/秒的波形更新速度。 
      當需要利用示波器來觀測電機等旋轉部件中的PWM(脈寬調制)、PAW(脈幅調制)等控制波形時,波形更新速度也非常重要。此次也在100kHz~500kHz的頻率范圍內對5款低價位數字示波器產品進行了測試,令其顯示振幅變化70%的100Hz掃描信號。結果顯示,波形更新速度低于幾百次/秒的產品無法跟上掃描速度。 
除了視頻信號和電機控制信號以外,示波器在測量傳感器的輸出或低速串行信號等時,也需要較高的波形更新速度。有些傳感器輸出數字信號,會將模擬值轉化為數字信號脈沖,如果要對其進行測量,就需要1000次/秒的波形更新速度。而對于輸出模擬信號的傳感器來說,較低的波形更新速度即可滿足需求。 
      測量I2C與SPI等低速串行信號時,如果要確認數據改變的時序,那么也必須選擇波形更新速度為100~1000次/秒的產品。在這種情況下,雖然波形更新速度越高越好,但如果帶寬僅為100MHz,那么速度再高也沒有太大意義。如果想獲得更詳細的信息,就應該選用高價位的示波器產品。 
廠商的目標應用不同  
      在示波器走向數字化之后,雖然大部分主要部件都可以選用通用產品,但由于各廠商的目標應用不同,因此在元器件選擇、電路設計等其它方面也有差別。在極限測量情況下,波形質量也會不同。  電阻測試儀| 電阻計| 電表| 鉗表| 高斯計| 電磁場測試儀| 電源供應器| 電能質量分析儀| 多功能測試儀| 電容表| 電力分析儀
     目前的趨勢是,主要生產低價位產品的新興廠商希望能夠提供更多的功能及更好的性能,而巨頭廠商則希望能夠對應用領域進行細分。泰克(日本)公司市場經理柴崎裕士表示:“我們提供用于觀測波形的低價位示波器,其功能僅限于觀測信號值(電壓)、頻率、周期等。如果需要進行更多分析,我們則可提供波形更新速度更快、存儲深度更大的產品!卑步輦惞镜淖籼倮暌脖硎荆骸叭绻枰獪y量模擬電視信號,我們推薦波形更新速度高達10萬次/秒的高端產品! 
      在選擇低價位數字示波器時,用戶必須充分了解自己的測量需求。低價位示波器的目標應用通常可以分為兩類,一類是用于在調試嵌入式軟件時觀測低速數字信號的波形以確認高電平/低電平時序,另一類是用于取代具有同樣帶寬的模擬示波器。 
      對于第一類應用,由于波形質量不太重要,因此只要選擇帶寬合適的示波器即可。此外,有些數字示波器產品是專門針對這種應用開發(fā)的,這些產品沒有采用具有較高性能的部件,從而降低了整體成本。廠商還可將節(jié)約的部件成本用來擴大存儲深度或增加通道,以確保測量時間。對于第二類應用,就像在過驅動測量與視頻信號測量的例子中所看到的那樣,不是所有產品都具有足夠的性能以應對必需的測量要求。 
發(fā)布人:2011/3/19 9:29:00959 發(fā)布時間:2011/3/19 9:29:00 此新聞已被瀏覽:959次