儲存示波器是一種用途十分普遍的電子測量儀器。俗話說,電是看不見摸不著的。但是示波器可以幫我們“看見”電信號,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。所以示波器的核心功能,就和他的名字一樣,是顯示電信號波形的儀器,以供工程師查找定位問題或評估系統(tǒng)性能等等。而波形,也有多種定義,比如時域或者頻域的波形,對于示波器而言,大多數(shù)時候測量的是電壓隨時間的變化,也就是時域的波形。因此,示波器可以分析被測點電壓變化情況,從而被普遍的應(yīng)用于各個電子行業(yè)及領(lǐng)域中。
一般我們業(yè)內(nèi)對示波器的分類只按模擬示波器和數(shù)字示波器來分,有些廠家可能為了突出其示波器的某項功能給其命名為其他名字,比如數(shù)字熒光示波器等。但其本質(zhì)原理依然逃不出這2大示波器類別。
數(shù)字示波器很多時候都被叫做數(shù)字存儲示波器,因為數(shù)字示波器中重要的一環(huán),就是把ADC采集的數(shù)據(jù)存儲起來。現(xiàn)代數(shù)字示波器采集數(shù)據(jù)的主要過程我們通過這塊麥科信STO1104C智能示波器的主板進(jìn)行直觀了解:
信號通過探頭衰減成合適比例送入示波器前端。示波器能測多大電壓一般取決于探頭,探頭通過衰減可以把上萬伏的電壓信號變成幾十伏。
信號通過耦合電路到達(dá)前端衰減器和放大器,示波器軟件上表現(xiàn)為調(diào)節(jié)垂直檔位,使得波形盡量占滿整個屏幕,從而提高垂直精度,使測量更準(zhǔn)確。前端部分很大程度上決定了示波器的第一指標(biāo):帶寬。
收到觸發(fā)指令后,存儲器再把數(shù)據(jù)交給ARM處理器處理
ARM處理器將數(shù)據(jù)處理后通過顯示接口將數(shù)據(jù)輸出至顯示屏展示給使用者。通過計算,示波器還能模仿出類似模擬示波器的多級輝度顯示,以及數(shù)字示波器特有的色溫顯示效果,余暉顯示效果。
示波器處理完數(shù)據(jù)后,可以把當(dāng)前的波形圖像或者是數(shù)據(jù)保存到存儲器中,要注意這里的存儲完全不同于存儲深度的高速存緩,大多數(shù)示波器采用外部存儲器如U盤,SD卡,電腦等,現(xiàn)在一些現(xiàn)代化的示波器會內(nèi)置大存儲可以直接保存在示波器里。
這個過程中,都是并行處理的。
由于數(shù)字示波器處理速度的制約,所以它并不能保證被測信號的波形能連續(xù)不斷地實時顯示在屏幕上,顯示的兩個波形之間會有波形數(shù)據(jù)丟失,也即所說的死區(qū)時間,這也是數(shù)字示波器相比較于模擬示波器的最大缺點了。不過,隨著示波器運算能力的增強(qiáng),波形捕獲率的不斷上升,這一缺點也在被慢慢彌補(bǔ)。