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选择模拟,数字还是模数组合示波器??

  • 发布时间:2017-05-23 13:37:39

  模拟示波器已经过时,它们成功地被数字存储示波器代替,这一讯息已经由统计证实并成为一种标准,然而,应当注意这些统计还包括所谓组合示波器。组合示波器是模拟和数字示波器的组合。由于DSOs有一些严重的缺陷,一些应用还必须依赖于模数组合示波器。传统意义上除了研究和开发部门,高校和培训中心也会购买示波器。这些用户关心示波器的质量,操作简单,而且特别依赖于测量结果。这就是一些知名厂商会提供模拟/数字示波器(如惠美公司的HM2008,HM1008-2模数组合示波器)的原因。
  模拟和数字
  由于基本物理原因,模拟示波器在信号再现和最高捕获率方面已经无法超越。DSOs通过采样,模数转换和对存储信息的进一步处理不风机仅可以显示信号,而且可以重建信号。大多采用8bitA/D转换器,可以区分256个电平。DSOs有效的采样率并不固定,它取决于所使用的时基设置,当降低扫描速度时,任何DSO必然降低它的最大采样率。GS/s可能降低到KS/s。要正确重建信号,采样率至少是信号最高频率分量的两倍。严格来讲,DSO应当包括一个低通滤波器,其截止频率必然随着采样率的降低而自动降低。这显然不切实可行。或者用户必须根据有效采样率来调整信号的频率分量。因此如果有效采样率太低,将会产生信号失真和假象。在这种情况下,DSO测量结果可能会产生巨大的误差。只有一种补救方法:高代价存储深度。制造商提供例如1MPts存储可以把最大采样率降到扫描速度100μs/cm。如果DSO存储深度10kPts,采样率在扫描速度100μs/cm时从1GS/s降到10MS/s。
  相比之下,模拟示波器信号本身和带宽与时基速度是独立的。模拟示波器既不产生失真,也不会产生假象。如果信号在示波器上升时间变化非常快,转角变得圆滑。

  模数组合示波器
  DSOs仅在一定应用中可以替代模拟示波器。它们具有一些优点:信号以数字格式容易存档;容易进一步数学处理。DSOs更容易处理重复频率低的信号或捕获单一事件。模拟示波器也可以在屏幕上呈现这一信号,但是对人眼来说是看不见的。
  模数组合示波器集成模拟和数字示波器的优点,按一键进行模数转换。如果怀疑在DSO模式呈现的信号,可以快速转换到模拟模式进行查看而找到问题所在。因此对于示波器应用,模拟组合示波器是最好的选择。
  模拟和数字工作不互相矛盾,而是相互补充,各自具有不同的特点。惠美示波器是为了成本敏感性应用领域而设计,例如学校,工厂,研究所和开发实验室。尽管一些重要的参数例如模拟工作,采样率,存储深度和逻辑通道都进行最优化,但价格不变。不仅具有高性能,而且容易操作,像典型的模拟示波器。
  对操作者命令的快速反应绝不是必然的事情,特别当提供深存储的时候。一个RISC32位处理器(166MHz时钟)和32位RISC矢量图形引擎提供图形和字符显示,在模拟模式下没有干扰。开发特殊操作系统来保证快速反应和压缩代码。接口模块是插件类型。

HM1008-2: 100M 2通道模数组合示波器    HM1500-2: 150M 2通道模拟示波器    HM1000: 100M 2通道模拟示波器
  采样率,存储,存储放大
  采样率存储决定了时间间隔,这一时间间隔仍然可以用最高采样率来测量。当扫描率为100μs/cm时,时间间隔1ms采样率可达1GS/s。这相当于每cm有100,000个采样点用来产生信号显示。信号显示是对整个存储内容的预览。为了得到信号细节,可使用存储放大功能。当信号频率分量高于带宽限值时,也许要进行研究。当信号频率大于500MHz,远大于150MHz带宽时,假频不可预料。下表是不同存储深度的DSOs性能对比。假设示波器最大采样率1GS/s,时间间隔1ms,存储深度10KPts。存储降低采样率到10MS/s。存储深度仅为2KPts。采样率甚至降到2MS/s。因此,当假频远低于示波器带宽时,假频和错误测量可进行预编程。
  总结
  如果选择模数组合示波器,就不需要在模拟和数字示波器之间做出决定。模数组合示波器由单一仪器组成。可进行其它特殊测量任务。
  模拟模式是唯一的,它不产生错误测量,同时也显示信号最高质量。因此只有这种模式可保证正确结果。捕获率可高于每秒一百万次。模数组合示波器中DSO最高采样率1GS/s,1MPts。存储深度。
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