數(shù)字示波器的13個(gè)技術(shù)用語(yǔ)
數(shù)字示波器是一種常用的檢測(cè)儀器，被廣泛的應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)當(dāng)中。數(shù)字示波器在使用的過(guò)程當(dāng)中我們對(duì)于書(shū)之示波器的寬帶、上升時(shí)間、采樣速率等技術(shù)用語(yǔ)都是需要掌握的，這對(duì)于用戶(hù)的使用是非常重要的。下面介紹一下數(shù)字示波器的技術(shù)用語(yǔ)是什么吧，希望可以幫助到大家。
1、技術(shù)用語(yǔ)：帶寬
指的是正弦輸入信號(hào)衰減到其實(shí)際幅度的70.7%時(shí)的頻率值，即-3dB點(diǎn)(基于對(duì)數(shù)標(biāo)度)。本規(guī)范指出示波器所能準(zhǔn)確測(cè)量的頻率范圍。帶寬決定示波器對(duì)信號(hào)的基本測(cè)量能力。隨著信號(hào)頻率的增加，示波器對(duì)信號(hào)準(zhǔn)確顯示能力將下降。如果沒(méi)有足夠的帶寬，示波器將無(wú)法分辨高頻變化。幅度將出現(xiàn)失真，邊緣將會(huì)消失，細(xì)節(jié)數(shù)具將被丟失。如果沒(méi)有足夠的帶寬，得到的關(guān)于信號(hào)的所有特性、響鈴和振鳴等都毫無(wú)意義。
▲5倍準(zhǔn)則(示波器所需帶寬=被測(cè)信號(hào)的高頻率成分Х5)使用5倍準(zhǔn)則選定的示波器的測(cè)量誤差將不會(huì)超過(guò)±2%，一般已足夠了。然而，隨著信號(hào)頻率的增加，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則已不再適用。帶寬越高，再現(xiàn)的信號(hào)就越準(zhǔn)確。
2、技術(shù)用語(yǔ)：上升時(shí)間
在數(shù)字世界中，時(shí)間的測(cè)定至關(guān)重要。在測(cè)定數(shù)字信號(hào)時(shí)，如脈沖和階躍波可能更需要對(duì)上升時(shí)間作性能上的考率。示波器必需要有足夠長(zhǎng)的上升時(shí)間，才能準(zhǔn)確的捕獲快速變換的信號(hào)細(xì)節(jié)。
▲示波器上升時(shí)間=被測(cè)信號(hào)的快上升時(shí)間+5上升時(shí)間描述示波器的有效頻率范圍，選擇示波器上升時(shí)間的依據(jù)類(lèi)似于帶寬的選擇依據(jù)。示波器的上升時(shí)間越快，對(duì)信號(hào)的快速變換的捕獲也就越準(zhǔn)確。
3、技術(shù)用語(yǔ)：采樣速率
采樣速率表示的是示波器在一個(gè)波形或周期內(nèi)，采樣輸入信號(hào)的頻率。表示為樣點(diǎn)數(shù)每秒(S/S)。示波器的采樣速率越快，所顯示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和事件丟失的概率就越小。如果需要觀測(cè)較長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的慢變信號(hào)，則小采樣率就變得較為重要。
計(jì)算采樣速率的方法取決于所測(cè)量的波形類(lèi)型，以及示波器所采用的信號(hào)重構(gòu)方式。為了準(zhǔn)確的再現(xiàn)信號(hào)并避免混淆，奈奎斯特定理規(guī)定，信號(hào)的采樣速率必需不小于其高頻率成分的兩倍。然而，這個(gè)定理的前提是基于無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間和連續(xù)的信號(hào)。由于沒(méi)有示波器可以提供無(wú)限時(shí)間的記錄長(zhǎng)度，而且從定義上看，低頻干擾是不連續(xù)的，所以采用兩倍于高頻率成分的采樣速率是不夠的。實(shí)際上，信號(hào)的準(zhǔn)確再現(xiàn)取決于其采樣速率和信號(hào)采樣點(diǎn)間隙所采用的插值法。
▲在使用正弦差值法時(shí)，為了準(zhǔn)確再顯信號(hào)，示波器的采樣速率至少需為信號(hào)高頻率成分的2.5倍。使用線(xiàn)性插值法時(shí)，示波器的采樣速率應(yīng)至少是信號(hào)高頻率成分的10倍。
4、技術(shù)用語(yǔ)：波形捕獲速率
它是指示波器采集波形的速度。所有的示波器都會(huì)閃爍。也就是說(shuō)，示波器每秒鐘以特定的次數(shù)捕獲信號(hào)，在這些測(cè)量點(diǎn)之間將不在進(jìn)行測(cè)量。這就是波形捕獲速率，表示為波形數(shù)每秒(wfms/s)。波形捕獲速率取決于示波器的類(lèi)型和性能級(jí)別，且有著很大的變化范圍。高波形捕獲速率的示波器將會(huì)提供更多的重要信號(hào)特性，并能極大的增加示波器快速捕獲瞬時(shí)的異常情況，如抖動(dòng)、矮脈沖、低頻干擾和瞬時(shí)誤差的概率。
5、技術(shù)用語(yǔ)：記錄長(zhǎng)度
表示為構(gòu)成一個(gè)完整波形記錄的點(diǎn)數(shù)，決定了每個(gè)通道中所能捕獲的數(shù)據(jù)量。由于示波器僅能存儲(chǔ)有限數(shù)目的波形采樣，波形的持續(xù)時(shí)間和示波器的采樣速率成反比。
6、技術(shù)用語(yǔ)：觸發(fā)能力
示波器的觸發(fā)功能在正確的信號(hào)位置點(diǎn)同步水平掃描，決定著信號(hào)特性是否清晰。觸發(fā)控制按鈕可以穩(wěn)定重復(fù)的波形并捕獲單脈沖波形。
7、技術(shù)用語(yǔ)：有效比特
它是示波器準(zhǔn)確再現(xiàn)正弦信號(hào)波形的能力的度量。這個(gè)度量將示波器的實(shí)際錯(cuò)誤同理論上理想的數(shù)字化儀進(jìn)行比較。由于實(shí)際的誤差數(shù)包括噪聲和失真，所以必需指定信號(hào)的頻率和幅度。
8、技術(shù)用語(yǔ)：頻率響應(yīng)
僅僅采用帶寬是不足以保證示波器準(zhǔn)確捕獲高頻信號(hào)的。示波器設(shè)定的目標(biāo)是一個(gè)特定類(lèi)型的頻率響應(yīng)：大平坦包絡(luò)時(shí)延(MFED)。此類(lèi)型的頻率響應(yīng)用小的過(guò)沖和阻尼振蕩，提供極好的脈沖逼真度。由于數(shù)字示波器是由實(shí)際的放大器、衰減器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、連接器和繼電器組成，MFED響應(yīng)只是對(duì)目標(biāo)值的一個(gè)逼近。不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品的脈沖逼真度有著很大的不同。
9、技術(shù)用語(yǔ)：垂直靈敏度
垂直靈敏度指示垂直放大器對(duì)弱信號(hào)的放大程度，通常用每刻度多少毫伏來(lái)表示。多用途示波器能檢測(cè)出的小伏特?cái)?shù)的典型值約為1mv每垂直顯示屏刻度。
10、技術(shù)用語(yǔ)：掃描速度
掃描速度表征軌跡掃過(guò)示波器顯示屏的速度有多快，以便能夠發(fā)現(xiàn)更細(xì)微的細(xì)節(jié)。示波器的掃描速度用時(shí)間(秒)/格表示。
11、技術(shù)用語(yǔ)：增益精度
增益精度是表征垂直系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的衰減或放大的準(zhǔn)確程度，通常用多少百分比誤差來(lái)表示。
12、技術(shù)用語(yǔ)：垂直分辨率：
模數(shù)轉(zhuǎn)換器的垂直分辨率，也就是數(shù)字示波器的垂直分辨率，是指示波器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的精確程度。垂直分辨率用比特?cái)?shù)來(lái)度量。計(jì)算方法能提高有效的分辨率，例如高分辨率捕獲模式。
13、技術(shù)用語(yǔ)：水平準(zhǔn)確度
水平或者時(shí)基準(zhǔn)確度是指在水平系統(tǒng)中，顯示信號(hào)的定時(shí)的準(zhǔn)確度，通常用多少百分比誤差來(lái)表示。
按照結(jié)構(gòu)和性能不同分類(lèi)
①普通示波器。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，頻帶較窄，掃描線(xiàn)性差，僅用于觀察波形。
②多用示波器。頻帶較寬，掃描線(xiàn)性好，能對(duì)直流、低頻、高頻、超高頻信號(hào)和脈沖信號(hào)進(jìn)行定量測(cè)試。借助幅度校準(zhǔn)器和時(shí)間校準(zhǔn)器，測(cè)量的準(zhǔn)確度可達(dá)±5%。
③多線(xiàn)示波器。采用多束示波管，能在熒光屏上同時(shí)顯示兩個(gè)以上同頻信號(hào)的波形，沒(méi)有時(shí)差，時(shí)序關(guān)系準(zhǔn)確。
④多蹤示波器。具有電子開(kāi)關(guān)和門(mén)控電路的結(jié)構(gòu)，可在單束示波管的熒光屏上同時(shí)顯示兩個(gè)以上同頻信號(hào)的波形。但存在時(shí)差，時(shí)序關(guān)系不準(zhǔn)確。
⑤取樣示波器。采用取樣技術(shù)將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬低頻信號(hào)進(jìn)行顯示，有效頻帶可達(dá)GHz級(jí)。
⑥記憶示波器。采用存儲(chǔ)示波管或數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)，將單次電信號(hào)瞬變過(guò)程、非周期現(xiàn)象和超低頻信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間保留在示波管的熒光屏上或存儲(chǔ)在電路中，以供重復(fù)測(cè)試。
⑦數(shù)字示波器。內(nèi)部帶有微處理器，外部裝有數(shù)字顯示器，有的產(chǎn)品在示波管熒光屏上既可顯示波形，又可顯示字符。被測(cè)信號(hào)經(jīng)模一數(shù)變換器（A/D變換器）送入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，通過(guò)鍵盤(pán)操作，可對(duì)捕獲的波形參數(shù)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行加、減、乘、除、求平均值、求平方根值、求均方根值等的運(yùn)算，并顯示出答案數(shù)字。
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