介紹

 

　　當(dāng)考慮購(gòu)買新的示波器時(shí)，用戶往往會(huì)提出許多問(wèn)題。比如，應(yīng)當(dāng)選擇哪種示波器？需要多寬的帶寬？模擬示波器能夠滿足工作需要嗎？還是需要一臺(tái)DSO？
　　另一個(gè)人們經(jīng)常問(wèn)的問(wèn)題是："DSO能夠滿足我的工作需要嗎？"換句話說(shuō)，DSO能完成我原來(lái)用模擬示波器所作的所有測(cè)量工作嗎？
　　遺憾的是對(duì)所有這些問(wèn)題并沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)潔的答案。問(wèn)題的答案完全取決于要進(jìn)行的測(cè)量工作和要測(cè)量的信號(hào)。在有些情況下模擬示波器比現(xiàn)有的DSO都要好，現(xiàn)在讓我們來(lái)考察若干主要的思考原則。

 

  　簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)

 

　　使用模擬示波器和DSO通常都能很好地觀察簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)。但是兩者都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。對(duì)于模擬示波器來(lái)說(shuō)，由于CRT的余輝時(shí)間很短，因而難于顯示頻率很低的信號(hào)。由于示波管上的掃跡亮度和掃描速度成反比，所以具有快速上升、下降時(shí)間的低重復(fù)速率信號(hào)就很難看到。而DSO的掃跡亮度和掃描速度與信號(hào)重復(fù)速率無(wú)關(guān)。隨著被測(cè)信號(hào)情況的不同，這個(gè)特點(diǎn)可能是優(yōu)點(diǎn)也可能是缺點(diǎn)。
　　對(duì)于顯示具有足夠高重復(fù)速率的重復(fù)性信號(hào)的快速沿來(lái)說(shuō)，DOS和模擬示波器的性能幾乎沒(méi)有什么區(qū)別。用兩種示波器都能很好的觀察信號(hào)波形。
　　當(dāng)要進(jìn)行信號(hào)參量的測(cè)量時(shí)，DSO的優(yōu)點(diǎn)在于具有自動(dòng)測(cè)量的能力。而使用模擬示波器時(shí)，用戶必須自己設(shè)置光標(biāo)、分析理解顯示的波形才能得到測(cè)量的結(jié)果。
　　如果要進(jìn)行調(diào)整工作，那么一般最好使用模擬示波器。這是因?yàn)?A href="http://www.us-ats.com/productcp.asp?pro2_id=76&p_id=21">模擬示波器的實(shí)時(shí)顯示能力使它在每時(shí)刻都能顯示出輸入的電壓。其波形更新速率（每秒鐘在屏幕上描畫掃跡的次數(shù)）很高，在高掃描速度時(shí)可以遠(yuǎn)超過(guò)100000次掃描/秒。所以信號(hào)的任何變化都會(huì)立即顯示出來(lái)。而且有些領(lǐng)事的變化會(huì)在顯示屏幕上以波形亮度變化的形式表現(xiàn)出來(lái)。
　　與模擬示波器相反，DSO所顯示的是用采集的波形數(shù)據(jù)重建的波形。每秒鐘采集波形的閃數(shù)遠(yuǎn)低于100次。在有些示波器上，每秒鐘采集波形的次婁法超過(guò)去5次。結(jié)果在信號(hào)發(fā)生變化和變化了的信號(hào)在屏幕上顯示出來(lái)之間就有了明顯的時(shí)間延遲。當(dāng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整工作時(shí)，這是使用DSO的重大缺點(diǎn)。

 

  　比較復(fù)雜的重復(fù)性信號(hào)

 

　　上述的簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)可以在很多電子學(xué)領(lǐng)域中見(jiàn)到，但是這些信號(hào)常常用來(lái)作為信息的載體。為此目的可以有多種形式，例如正弦波、泳沖、斜波或階梯波等，而且多種調(diào)制信號(hào)和多種調(diào)制方式常�？赡芡瑫r(shí)使用。
　　一個(gè)常見(jiàn)的復(fù)雜模擬信號(hào)的實(shí)例就是全電視信號(hào)。此信號(hào)由多種不同頻率，不同幅度的分量構(gòu)成，既包括脈沖，也包括正弦波，于加上為表示彩色信息而進(jìn)行了相移的另外的正弦波。對(duì)于這樣的情況，模擬示波厭的DSO都有其自己特別的優(yōu)點(diǎn)，各自都能對(duì)信號(hào)的不同部分進(jìn)行最佳節(jié)觀察。
　　例如，模擬示波器具有限的分辯率和每秒鐘很高的掃描次數(shù)，它能顯示出波形在時(shí)間止的頒波形掃描上的這度變化正比于信號(hào)在某一特定持續(xù)的時(shí)間，這就很好的顯示出彩色調(diào)制的情況。由于示波器具有很高的波形更新速率（第秒鐘的掃描次數(shù)很高），所以它能立即顯示出對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整的效果。
　　使用DSO時(shí)，由于其采樣點(diǎn)數(shù)有限以及沒(méi)有亮度的變化，使得很多波形細(xì)節(jié)信息無(wú)法顯示出來(lái)，雖然有些DSO可能具有兩上或多個(gè)亮度層次，但這只是相對(duì)意義上的區(qū)別，再加上示波器有限的顯示分辨率，使它仍然不能重現(xiàn)模擬顯示的效果。
　　圖38給出了使用模擬示波器顯示全電視信號(hào)的情況。請(qǐng)注意其中豐富的波形細(xì)節(jié)和亮度變化的情況。圖39給出的是在DSO的典型光柵掃描CRT上顯示相同信號(hào)的情況。

 

 

圖38 在模擬示波器上看到的視頻信號(hào)

 

 

圖39 在數(shù)字存儲(chǔ)示波器上看到的同一個(gè)視頻信號(hào)

 

如果只要顯示一行視頻信號(hào)的小部分，例如某一特定行中的TV發(fā)送測(cè)試信號(hào)、圖文電視數(shù)據(jù)或者某一特定行上的采色脈沖群，那么最好DSO。如果使用模擬示波器，則由于相對(duì)比較低的信號(hào)重復(fù)速率，再加上要觀察的信號(hào)部分本身時(shí)間很短，很容易導(dǎo)致顯示的畫面太暗而難以看見(jiàn)。而DSO則不論信號(hào)的重復(fù)速率高低具有一致的亮度，因而能以很高的這度顯示此信號(hào)。
　　如果重復(fù)性的淺薄形中還包含著寬度很窄的尖峰或毛刺，那么使用模擬示波器觀察整個(gè)波形式是不可能看到這些類峰或毛刺的。而當(dāng)DSO時(shí)，使用峰值檢測(cè)就可以所這些尖峰顯示出來(lái)（見(jiàn)圖40）。

 

 

圖40 這類尖峰信號(hào)通常只是偶爾發(fā)生，因此只能用DSO捕捉

 

  非重復(fù)性信號(hào)和瞬變

 

　　以前，由于觀察極為困難而且代價(jià)過(guò)高，所以很多觀察非重復(fù)性信號(hào)和瞬變的工作都不得不許諾了，因?yàn)樵谀莻�(gè)時(shí)候，觀察這類的信號(hào)需要使用昂貴的模擬存儲(chǔ)示波器、照相機(jī)和長(zhǎng)余輝示波管等。
　　如果某一個(gè)事件只發(fā)生一次，那么模擬示波器通常是不能應(yīng)付的。而這正是DSO展示其強(qiáng)大能力的時(shí)機(jī)，DSO能夠捕捉這種罕見(jiàn)的一次性事件，并且按照你的的希望長(zhǎng)時(shí)間地將它顯示出來(lái)。
　　這種罕見(jiàn)的事件甚至可能是干擾的結(jié)果，通過(guò)用干擾本身來(lái)觸發(fā)，DSO具有顯示預(yù)觸發(fā)信息的能力，包括顯示干擾的原因。
　　圖41顯示的是當(dāng)電纜一端的開(kāi)路接在桌面上彈起時(shí)電纜的微音效應(yīng)波形，圖中觸發(fā)時(shí)刻用Δ符號(hào)來(lái)表示，這個(gè)符號(hào)左邊的波形信息就是預(yù)觸發(fā)信息。

 

 

圖41 當(dāng)電纜一端的接頭在桌面上彈起時(shí)電纜的微音效應(yīng)。
只有使用DSO才能捕捉到這種突起見(jiàn)的信號(hào)

 

   模擬示波器、數(shù)字示波器,還是二者兼?zhèn)?/B>

 

　　我們已經(jīng)看到，在日常工作中技術(shù)人員同時(shí)需要模擬示波器和數(shù)字存儲(chǔ)示波器，以便對(duì)他們工作中遇到的信號(hào)進(jìn)行最好的觀察，在某些應(yīng)用場(chǎng)合模擬示波器比較合適，而在另一些場(chǎng)合DSO則是更好的選擇。
　　市場(chǎng)上見(jiàn)到的一些DSO號(hào)稱具有"模擬示波器的外觀和感覺(jué)"。但這些都是純粹的DSO，盡管其中有一些示波器的控制機(jī)構(gòu)排列得和許多模擬示波器完全相同，而另一些又具有很高掃描更新率以模仿真正的模擬示波器的能力�；蛘撸�他們可能具有很高的采樣速率而采集波形的記錄長(zhǎng)度都很有限，從而不具備觀察比較復(fù)雜的信號(hào)，避免出現(xiàn)假象信號(hào)所需要的時(shí)間分辨率，當(dāng)然，這些示波器不僅具有DSO的優(yōu)點(diǎn)，也具有DSO的全部缺點(diǎn)。
　　值得慶幸的是，現(xiàn)在有一種示波器能夠真正的把模擬示波器和DSO兩者的能力和優(yōu)點(diǎn)結(jié)合于一臺(tái)儀器。這就是組合示波器，組合示波器把一臺(tái)高性能模擬示波器組合在一起，并且能很容易的從一種工作模式轉(zhuǎn)換到另一種工作模式。
　　技術(shù)人員選用了組合示波器就意味著，只要有這臺(tái)示波器就足夠恥，不管他的工作需求如何，他的手邊總有合適的工具。當(dāng)這臺(tái)儀器設(shè)置成DSO時(shí)，用戶可以用它來(lái)進(jìn)行自動(dòng)參數(shù)，測(cè)量，存貯采集的波形進(jìn)而制作硬考貝；而同時(shí)，當(dāng)需要地時(shí)候還能具有模擬示波器的無(wú)限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示，并且使用組合示波器時(shí)，不管信號(hào)重復(fù)速率的高低，都可獲得最亮的顯示，換句話說(shuō)，組合示波器使用得模擬示波器和DSO兩者的精華兼?zhèn)溆谝簧怼?BR>　　我們?cè)诤竺娴木毩?xí)中使用的PM3394A就是這種組合示波器之一。

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