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公司動態(tài)
力科示波器基本知識大普及
點擊次數(shù)：675 發(fā)布時間：2011-12-28
數(shù)字示波器基本原理
示波器主要有五大功能：即對信號進行捕獲,觀察,測量，分析和存檔。被測信號經(jīng)過探頭和前端放大器以及歸一化后轉(zhuǎn)換成ADC可以接受的電壓范圍，采樣保持電路按固定的采樣率將信號分割成一個個獨立的采樣電平，ADC將這些電平轉(zhuǎn)化為數(shù)字的采樣點，這些數(shù)字的采樣點保存在采集存儲器里送顯示和測量分析。
示波器主要有五大功能：即對信號進行捕獲,觀察,測量，分析和存檔。被測信號經(jīng)過探頭和前端放大器以及歸一化后轉(zhuǎn)換成ADC可以接受的電壓范圍，采樣保持電路按固定的采樣率將信號分割成一個個獨立的采樣電平，ADC將這些電平轉(zhuǎn)化為數(shù)字的采樣點，這些數(shù)字的采樣點保存在采集存儲器里送顯示和測量分析。
帶寬
如無特別說明，通常談到的帶寬是指模擬帶寬，除此之外還有數(shù)字帶寬、系統(tǒng)帶寬、觸發(fā)帶寬等。模擬帶寬就是示波器前端放大器幅頻特性曲線的截止頻率點。示波器帶寬的限制對信號的捕獲影響如下：1,延長被測信號上升時間；2,減少了被測信號的頻率分量；3,使被測信號相位失真。 目前實時示波器的zui高帶寬達到了45GHz，是由力科公司提供的。
如無特別說明，通常談到的帶寬是指模擬帶寬，除此之外還有數(shù)字帶寬、系統(tǒng)帶寬、觸發(fā)帶寬等。模擬帶寬就是示波器前端放大器幅頻特性曲線的截止頻率點。示波器帶寬的限制對信號的捕獲影響如下：1,延長被測信號上升時間；2,減少了被測信號的頻率分量；3,使被測信號相位失真。 目前實時示波器的zui高帶寬達到了45GHz，是由力科公司提供的。
如何選擇帶寬
選擇帶寬主要考慮被測信號的類型和我們期望的測量準確度，關鍵是上升時間和幅度測量的準確度。 對時鐘和快沿信號而言，可以從上升時間角度來選擇，建議示波器的上升時間小于被測信號上升時間的1/3；對于串行信號來說，當示波器帶寬是波特率的1.8倍時可以覆蓋信號能量的99%，當然，這是基于一個前提，被測信號的上升時間要大于20%的UI。 示波器的上升時間=0.35/帶寬，0.35是基于高斯響應曲線推導出來的理想值。實際值可能在0.35-0.45之間，具體大小可以查看產(chǎn)品的Datasheet確認。
選擇帶寬主要考慮被測信號的類型和我們期望的測量準確度，關鍵是上升時間和幅度測量的準確度。 對時鐘和快沿信號而言，可以從上升時間角度來選擇，建議示波器的上升時間小于被測信號上升時間的1/3；對于串行信號來說，當示波器帶寬是波特率的1.8倍時可以覆蓋信號能量的99%，當然，這是基于一個前提，被測信號的上升時間要大于20%的UI。 示波器的上升時間=0.35/帶寬，0.35是基于高斯響應曲線推導出來的理想值。實際值可能在0.35-0.45之間，具體大小可以查看產(chǎn)品的Datasheet確認。
采樣率/存儲深度/可分析的存儲深度
深度采樣率表示示波器每秒鐘等時間間隔采樣多少個點。存儲深度表示示波器當前保存的采樣點的個數(shù)。把經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的八位二進制波形信息存儲到示波器的高速CMOS存儲器中就是示波器的存儲，這個存儲器的容量就是存儲深度。存儲深度=采樣率X采樣時間，這個關系式非常重要。可分析的存儲深度表示示波器有能力分析采樣下來的波形的zui多的點數(shù)。 目前世界上zui高采樣率（120GS/s）和zui高可分析存儲深度（768Mpts）是由力科公司提供的。
深度采樣率表示示波器每秒鐘等時間間隔采樣多少個點。存儲深度表示示波器當前保存的采樣點的個數(shù)。把經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的八位二進制波形信息存儲到示波器的高速CMOS存儲器中就是示波器的存儲，這個存儲器的容量就是存儲深度。存儲深度=采樣率X采樣時間，這個關系式非常重要。可分析的存儲深度表示示波器有能力分析采樣下來的波形的zui多的點數(shù)。 目前世界上zui高采樣率（120GS/s）和zui高可分析存儲深度（768Mpts）是由力科公司提供的。
插值
示波器通常有兩種插值方法，一種是線性插值，即將采樣的點和點直接相連，另外一種是sin（x）/x插值，假設信號是按正弦規(guī)律變化,在兩個點之間補充若干個點再連成線。對于正弦信號，采用sin（x）/x插值可以彌補采樣率的不足。對于方波信號，采樣率不足情況下采用sin（x）/x插值會帶來波形的過沖和下沖等假象。
示波器通常有兩種插值方法，一種是線性插值，即將采樣的點和點直接相連，另外一種是sin（x）/x插值，假設信號是按正弦規(guī)律變化,在兩個點之間補充若干個點再連成線。對于正弦信號，采用sin（x）/x插值可以彌補采樣率的不足。對于方波信號，采樣率不足情況下采用sin（x）/x插值會帶來波形的過沖和下沖等假象。
觸發(fā)
觸發(fā)的首要目的是隔離感興趣的事件，引申的目的是穩(wěn)定同步顯示波形。觸發(fā)是數(shù)字示波器區(qū)別于模擬示波器zui大的特點之一。觸發(fā)設置時要“眼觀五路”: 觸發(fā)源，觸發(fā)點，觸發(fā)電平，觸發(fā)方式，觸發(fā)模式。 力科示波器具有*的四級硬件觸發(fā)，組合觸發(fā)方式達到2500種以上。
觸發(fā)的首要目的是隔離感興趣的事件，引申的目的是穩(wěn)定同步顯示波形。觸發(fā)是數(shù)字示波器區(qū)別于模擬示波器zui大的特點之一。觸發(fā)設置時要“眼觀五路”: 觸發(fā)源，觸發(fā)點，觸發(fā)電平，觸發(fā)方式，觸發(fā)模式。 力科示波器具有*的四級硬件觸發(fā)，組合觸發(fā)方式達到2500種以上。
觸發(fā)模式
示波器有Auto，Normal，Single等觸發(fā)模式。 Auto表示示波器按固定的時間間隔強制觸發(fā)，不管觸發(fā)條件是否滿足。 Normal表示示波器滿足觸發(fā)條件才觸發(fā)，不滿足觸發(fā)條件則不觸發(fā)。 Single表示滿足條件就觸發(fā)一次,進入Stop狀態(tài)。 測試時通常用上升沿觸發(fā)和Auto模式，使波形在觸發(fā)點相對于上升沿是穩(wěn)定的,再使用其它特別的觸發(fā)方式和Normal模式來定位異常信號。
示波器有Auto，Normal，Single等觸發(fā)模式。 Auto表示示波器按固定的時間間隔強制觸發(fā)，不管觸發(fā)條件是否滿足。 Normal表示示波器滿足觸發(fā)條件才觸發(fā)，不滿足觸發(fā)條件則不觸發(fā)。 Single表示滿足條件就觸發(fā)一次,進入Stop狀態(tài)。 測試時通常用上升沿觸發(fā)和Auto模式，使波形在觸發(fā)點相對于上升沿是穩(wěn)定的,再使用其它特別的觸發(fā)方式和Normal模式來定位異常信號。
AIM
AIM是All In one time Measurement的縮寫,表示同時測量屏幕上捕獲到的所有波形的參數(shù)。這是力科示波器區(qū)別于其它示波器的重要特征。 其它示波器僅僅測量屏幕上捕獲到的波形中的一個脈沖的參數(shù)。譬如屏幕上捕獲到的是1千萬個脈沖，力科示波器可以同時測量出這1千萬個脈沖的上升時間,下降時間，周期,頻率等參數(shù),而其它示波器只能測量出這1千萬個脈沖中的一個脈沖的參數(shù)。
AIM是All In one time Measurement的縮寫,表示同時測量屏幕上捕獲到的所有波形的參數(shù)。這是力科示波器區(qū)別于其它示波器的重要特征。 其它示波器僅僅測量屏幕上捕獲到的波形中的一個脈沖的參數(shù)。譬如屏幕上捕獲到的是1千萬個脈沖，力科示波器可以同時測量出這1千萬個脈沖的上升時間,下降時間，周期,頻率等參數(shù),而其它示波器只能測量出這1千萬個脈沖中的一個脈沖的參數(shù)。
WaveScan
WaveScan被稱為示波器的中google，能夠?qū)崟r地對采集到的波形進行測量分析，搜索出感興趣的信號，可對搜索到的信號進行列表顯示、高亮標識和放大觀察，可以靜態(tài)的“查找”，也可以動態(tài)的“掃描”。 動態(tài)掃描時，當查找到感興趣的信號時，示波器可以產(chǎn)生“停止捕獲，發(fā)出告警聲，自動保存波形，打印屏幕，產(chǎn)生報告”等各種動作，從而實現(xiàn)“無人值守”的排查異常信號的作用。
WaveScan被稱為示波器的中google，能夠?qū)崟r地對采集到的波形進行測量分析，搜索出感興趣的信號，可對搜索到的信號進行列表顯示、高亮標識和放大觀察，可以靜態(tài)的“查找”，也可以動態(tài)的“掃描”。 動態(tài)掃描時，當查找到感興趣的信號時，示波器可以產(chǎn)生“停止捕獲，發(fā)出告警聲，自動保存波形，打印屏幕，產(chǎn)生報告”等各種動作，從而實現(xiàn)“無人值守”的排查異常信號的作用。
TriggerScan
TriggerScan是一種新的智能硬件掃描功能，是力科第四代示波器的*創(chuàng)新。該功能通過“觸發(fā)訓練器”對采集到的正常波形進行學習,產(chǎn)生一系列的觸發(fā)組合，示波器件自動地按這些觸發(fā)方式輪流觸發(fā)信號，從而快速定位到異常罕見的信號。
TriggerScan是一種新的智能硬件掃描功能，是力科第四代示波器的*創(chuàng)新。該功能通過“觸發(fā)訓練器”對采集到的正常波形進行學習,產(chǎn)生一系列的觸發(fā)組合，示波器件自動地按這些觸發(fā)方式輪流觸發(fā)信號，從而快速定位到異常罕見的信號。
順序模式
順序模式就是將示波器的采集存儲器分成若干等份，每一等份中只放入當前觸發(fā)到的波形，觸發(fā)一次，保存一次。 在順序模式下，示波器的波形捕獲率可達到150萬次/秒。力科的順序模式功能有*的“時間標簽”功能，可查看每次捕獲到的波形的時刻以及時相鄰兩次出現(xiàn)的時間間隔。
順序模式就是將示波器的采集存儲器分成若干等份，每一等份中只放入當前觸發(fā)到的波形，觸發(fā)一次，保存一次。 在順序模式下，示波器的波形捕獲率可達到150萬次/秒。力科的順序模式功能有*的“時間標簽”功能，可查看每次捕獲到的波形的時刻以及時相鄰兩次出現(xiàn)的時間間隔。
直方圖和參數(shù)追蹤圖
參數(shù)直方圖描繪了參數(shù)在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率。其橫軸表示參數(shù)的大小,縱軸表示參數(shù)出現(xiàn)的概率。參數(shù)直方圖可顯示和分析信號關鍵特征的穩(wěn)定性和抖動。 參數(shù)追蹤圖反應了參數(shù)值隨時間的變化軌跡。通過對某一測量參數(shù)（如TIE、周期、幅度等測量參數(shù)）的變化情況的實時追蹤來分析該參數(shù)的變化趨勢，繼而分析引起參數(shù)變化的原因，為電路調(diào)試提供指導。
參數(shù)直方圖描繪了參數(shù)在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率。其橫軸表示參數(shù)的大小,縱軸表示參數(shù)出現(xiàn)的概率。參數(shù)直方圖可顯示和分析信號關鍵特征的穩(wěn)定性和抖動。 參數(shù)追蹤圖反應了參數(shù)值隨時間的變化軌跡。通過對某一測量參數(shù)（如TIE、周期、幅度等測量參數(shù)）的變化情況的實時追蹤來分析該參數(shù)的變化趨勢，繼而分析引起參數(shù)變化的原因，為電路調(diào)試提供指導。