设置示波器的输入耦合和显示控制信号大小是如何覆盖在该系列文章的第二部分中,除了讨论如何将信号数字化,存储,检查故障。
您可以查看本系列的第一期abc的便携式示波器:第1部分、万用表和示波器。您还可以查看完整的网络研讨会在侥幸与音频和动画培训中心。爱游戏平台是正规的吗
体系结构
我们首先概述数字示波器的架构。这将让您熟悉的关键函数控制波形的采集和显示跟踪(示波器的线画在其显示。
框图如图1显示一个信号首先通过两个信号调节电路:输入耦合部分和振幅控制部分。
(微分测量,测量两个信号被送入示波器显示以及它们之间的差异,一些示波器也channel-to-channel隔离)。
输入耦合部分确定信号耦合(也就是说,连接)直接到示波器或是否通过耦合电容器,哪些块中的任何直流信号。
振幅控制部分控制输入信号的大小。它可以减弱大信号(即,使它们更小)或小信号的放大根据设置在前面板。
一起,输入耦合部分和振幅控制部分条件输入,这样信号应用于示波器的模拟-数字转换器(ADC)所需的特征,可以正确地处理和显示。
输入耦合
当你选择AC输入耦合,信号连接到示波器通过耦合电容器(参见图2),这样任何直流分量的信号屏蔽。只有交流信号处理的一部分,由示波器显示,围绕零伏点显示。
当你选择直流耦合,信号直接耦合到范围,绕过输入耦合电容器,这样的交流和直流分量信号进行处理和显示。
如果你不确定信号,你看是否有直流分量,可以切换输入耦合交流和直流之间设置是否有很大的直流偏置信号。(如果存在直流偏置信号跟踪将会“跳”到一个新的垂直位置当你切换输入耦合。跳转有多大取决于直流偏置的数量。)
在某些情况下(例如,当你看着的直流输出电压调节器),你可能想要开始与直流耦合,然后切换到交流耦合。后在本例中,您使用的检查直流信号的直流耦合,你切换到交流耦合和增加垂直敏感性寻找任何交流噪声直流信号。
显示幅值控制
信号后“条件”,采样和转换为一个数字表示存储示波器的记忆。信号数字化后,它可以进一步操作,通过校准数据点,执行数学等等,最终在屏幕上显示为一个跟踪。
振幅范围控制输入放大器的增益或衰减,输入信号是否增加的大小(放大)或小(减),如图3所示。通过这种方式,信号是“缩放”,以便它可以显示你想要的大小。
有时你会想增加灵敏度(放大),“缩放”到一个信号——例如,当你正在寻找一个不完美的前沿脉冲波形。(小心你不增加灵敏度,跟踪超出显示顶部或底部边缘。你可能无意中导致输入放大器饱和,使波形失真。)
模拟数字转换
正如我们讨论的本系列的第1部分,一个示波器使用高速模数转换技术样本输入信号,目标是数字化输入波形尽快,因为信号采样的速度越快,越高的分辨率水平轴(时间)。(参见图4)。
问题可能发生如果一个信号的采样(采样速度不够快)。这些问题包括:
- 混叠样品如果你只一个正弦波每段一次或两次,结果显示从原始正弦波波形会看起来非常不同,更像是一个三角波。
- 可以un-detected瞬变或问题。
- 显示频率或带宽,减少潜在影响的噪音水平显示(如当我们早些时候寻找高频交流直流电源的输出噪声)
减少这些问题,尽可能准确地再现波形显示,示波器必须尽快样本输入,在合理的成本,当然!
采样率和记忆
数字存储示波器的一个关键方面,必须考虑采样率与记忆深度及其对习得过程的影响。(见图5)。例如,考虑一个示波器的采样率1 gigasample每秒(1 g / s或每秒10亿个样本)。示波器的时基设置为100毫秒每部门,和10个部门的显示器和显示总时间1秒,以每秒10亿次的抽样,记忆的示波器需要10亿点!
由于成本和内存写速度,这是不现实的!与一个更实际的和负担得起的)内存,1000点采样间隔将减少到每秒1000个样本(1 k / s)。
A / D -故障检测
故障检测技术用于数字adc克服遇到的两个关键错误:混淆,错过了瞬变(参见图6)。
在一些示波器,故障检测器本质上是第二个ADC,连续运行,在内存中缓冲采样点的微处理器可以捕获所有的最小和最大样本值。
由于示波器只有商店和使用最小和最大点,我们限制内存需要但仍然捕捉任何瞬态和over-sample信号,防止别名的显示波形。
示波器的带宽
最重要的一个规格一个示波器的带宽。像人类的耳朵,电子设备如示波器限制之外,他们不再能“听”的信号。(参见图7)。
例如,假设你听力测试。你戴上一副耳机,技术员调整测试信号的体积,这样你就能听清楚。接下来,技术员慢慢增加信号的频率(沥青)不改变体积。在某种程度上,你的耳朵会告诉你,体积减少了,尽管它并没有。当频率变得更高,超过“听力带宽”,你最终会听不到信号。
示波器显示输入的频率在振幅(体积)减少了3 db(大约30%)被称为它的带宽。从本质上讲,带宽是一种国家内部的电子电路的性能示波器(也就是说,放大器,衰减器,等等)。
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