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数字存储示波器的原理
2014/6/19  9:35:59

为了适应对不同波形的观测、智能化的数字存储器有多种灵活的显示方式:存储显示、双踪显示、插值显示、流动显示等。存储显示是示波器最基本的显示方式。它显示的波形是由一次触发捕捉到的信号片断,即制下稳定地显示在CRT上。存储显示还有;连续捕捉显示和单次捕捉显示之分,在连续捕捉显示方式下,每满足一次触发条件,屏幕上原来的波形就被新存储的波形更新,而单次捕捉显示只保存并显示一次触发形成的波形。如果需要显示两个电压波形并保持两个波形在时间上的原有对应关系,可采用交替存储技术以达到双踪显示。这种交替存储技术利用存储器写地址的最低位A0来控制通道开关,使取样和A/D转换轮流对两通道输入信号进行取样和转换,当A0为1时,对通道1的信号Y1进行采样和转换,并写入技术存储器单元中,读出时,先读偶数地址,再读奇数地址,Y1和Y2信号便在CRT上交替显示。示波器屏幕显示的波形由一些密集的点构成,当被观察的信号在一周期内采样点数较少时会引起视觉上的混淆现象,如左图所示的正弦波形就很难辨认,一般认为当采样频率低于被测信号频率的2.5倍时,点显示就会造成视觉混淆,为了有效地克服视觉的混淆现象,同时又不降低带宽指标,数字滤波器往往采用插值显示,即在波形上两个测试点数据间进行估值。估值方式通常有矢量插值法和正弦插值法两种,矢量插值法是用斜率不同的直线段来连接相邻的点,当被测信号频率为采样频率的1/10以下时,采用矢量插值可以得到满意的效果;正弦插值法是以正弦规律用曲线连接各数据点的显示方式,它能显示频率为采样频率的1/2.5以下的被测波形,其能力已接近奈奎斯特极限频率。

3. 信号的触发为了实时稳定地显示信号波形,示波器必须重复地从存储器中读取数据并显示。为使每次显示的曲线和前一次重合,必须采用触发技术。信号的触发也叫整部或同步,一般的触发方式为:输入信号经衰减放大后分送至A/D转换器的同时也分送至触发电路,触发电路根据一定的触发条件(如信号电压达到某值并处于上升沿)产生触发信号,控制电路一旦接收到来自触发电路的触发信号,就启动一次数据采集与RAM写入循环。触发决定了示波器何时开始采集数据和显示波形,一旦触发被正确设定,它可以把不稳定的显示或黑屏转换成有意义的波形。示波器在开始收集数据时,先收集足够的数据用来在触发点的左方画出波形。示波器在等待触发条件发生的同时连续地采集数据。当检测到触发后,示波器连续地采集足够的数据以在触发点的右方画出波形。触发可以从多种信源得到,如输入通道、市电、外部触发等。常见的触发类型有边沿触发和视频触发;常见的触发方式有自动触发、正常触发和单次触发。

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