示波器的性能参数

　　下面以泰克TDS2000系列示波器为例

　　1、数字存储示波器(digital storage oscilloscope)

　　什么数字存储示波器

　　1. 数字是相对于模拟而言，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号

　　2. 存储是表征AD采集后的数据可以进行存储。

　　3. 示波器的根本目的是展示(显示)波形。

　　2、基本原理

　　波形首先要通过探头，经由前端的放大器进行放大，之后由模数转换单元进行转换，进而存储到采集内存中，然后显示到显示器上。

　　下文中的参数设置 也就是在设置各个环节中需要调整的参数，以达到正确匹配所测波形的目的。 其中采样转化的速度，采集数据的高速存储处理是示波器的核心技术。

　　3、基本使用

　　使用示波器的目的是为了观测波形，在使用之前需要了解示波器的性能参数，以及在观测波形的过程中需要设置示波器的参数。那么如何设置参数呢?示波器有哪些性能参数?

　　4、示波器的性能参数

　　以下参数关乎示波器的性能，参数越高，性能越好，当然价格也就越贵。

　　1. 带宽

　　带宽是指信号幅值降低为原来的0.707倍(功率跌落一半)时的截止频率。也就是增益降低-3dB。

　　计算：-3dB = 10 * log(1/2)。

　　带宽越大，能够测量的信号的频率就越高，否则高频信号就被滤掉了。

　　2. 采样率

　　采样率是指AD在1秒钟的时间内采样的次数。根据采样定理，只要采样率高于信号频率的2倍，即可还原被采样信号。当然，为了更加准确，一般采样率 = (5~10)信号频率。

　　3. 存储深度

　　记录长度也叫存储深度，所有的数字示波器在经过AD采集后，被触发的信号都会存在一个存储空间里，这个存储空间的大小就是存储深度，并且，存储深度 = 当前时基10格采样率。

　　4. 通道数

　　也就是同时可测量的信号路数，不同通道之间可以对比分析。

　　TDS2000的参数

　　带宽 200MHz

　　采样率 2Gs/s

　　存储深度 2.4K

　　通道数 2

　　抓取串口波形

　　以抓取串口波形为例，简述需要设置的参数

　　1. 串口参数

　　波特率115200，8位数据位，1位停止位

　　2. 通道1

　　使用示波器的通道1探头+ 连接串口的TX，探头- 连接GND

　　3. 时基选择

　　时基选择约10倍波形的周期，便于观察波形。115200的波特率，周期约为17.36us。这里选择250us的时基档位。

　　4. 通道参数

　　通道参数中的输入耦合方式需要注意，分为AC/DC/GND耦合

　　直流模式标注是DC，信号直流部分会经过处理并显示，对应的显示波形是信号全状态;

　　交流模式标注是AC，信号直流部分不会显示，对应的显示波形是交流部分;

　　接地标注是GND，实际是断开输入并把输入接地，目的是消除干扰，方便找零点。

　　5. 触发参数

　　触发参数的选取比较关键：

　　触发源：选择通道1 ，CH1

　　触发方式：有上升沿/下降沿，这里选择空闲状态下输出高电平，所以选择下降沿触发

　　触发模式：有AUTO/NORMAL/SINGLE，也即是自动，正常，单序列

　　由于我们需要抓取单次的波形，进行分析，所以模式可以选择SINGLE，也可以选择NORMAL,区别在于SINGLE一次触发后，需要手动再设置下，才能进入下一次触发。这里选择SINGLE模式。

　　6. 串口发送数据

　　串口发出数据，可以看到示波器上完美抓取到TX波形：

　　将时基调整为10us，同时调整Position水平旋钮。

　　可以测量波形的周期为17.39us，与理论值17.36us几乎一致。