关于模拟和数字示波器比较
数字存储示波器比传统模拟示波器更具优势
数字存储示波器比传统模拟示波器更具优势随着科技的不断进步和人们对于精度和速度的要求越来越高,数字存储示波器在电子领域中得到了越来越广泛的应用。
相比传统模拟示波器,数字存储示波器具有很多优势,本文将从以下几个方面来详细介绍。
精度更高数字存储示波器可以在较短的时间内取样更多的数据。
传统模拟示波器是通过不断采样来获得波形的,而数字存储示波器则是通过采集到的样本离散出来的数据流,将信号转换为数字信号。
数字信号在处理过程中不存在噪声和漂移等问题,因此可以保证数据的准确性,使得数字存储示波器的测量精度更高。
此外,数字存储示波器还拥有更高的分辨率,可以检测到更小的信号,对于一些高精度的测量和信号分析工作,数字存储示波器是更优秀的选择。
信号处理能力更强数字存储示波器基于数字技术,可以对信号进行更加精细的处理。
一些传统的模拟示波器仅仅只能显示波形的形态,而数字存储示波器可以进行FFT等操作,计算得出各种信号参数,例如频率、峰值、峰峰值、有效值等等,这些能力对于对信号更深入了解有很大的帮助。
更丰富的存储功能由于数字存储示波器是基于计算机技术实现的,所以可以轻松地进行数据存储和管理。
数字存储示波器可以保存多组信号波形,这个功能有助于对信号波形进行比对和分析。
此外,数字存储示波器还可以将数据保存传输到其他设备,实现数据共享和备份,可以避免数据丢失的问题。
显示效果更好数字存储示波器可以通过AD转换器获得数字信号,然后在屏幕显示上进行数字信号还原,其显示结果非常清晰,稳定,而传统的模拟示波器采用电子枪来实现像素点的亮度控制,属于模拟输出,相对数字输出而言,误差更大,图像精度较低。
此外,数字存储示波器还可以在屏幕上直接对波形进行标注、测量、比较和分析。
这为检测和分析带来了更多的便利。
价位相对较低相比较传统的模拟示波器,数字存储示波器的成本相对较低,作为一种新型的仪器设备,数字存储示波器已经被广泛应用,成为各种行业生产和检测领域的必备设备,因此,数字存储示波器已经逐渐成为这些领域的主流测量仪器。
模拟示波器和数字示波器的工作原理区别
模拟示波器和数字示波器的工作原理区别示波器是经典通用的做时域波形测试的仪器,有时候也可以用来测量电流或光信号等,但是需要通过相应的探头或者转换器转换成电压信号来进行测量。
示波器从字面意思可以理解为显示波形的仪器,那么波形到底是什么呢?其主要分为两种:时域和频域波的波形。
对于示波器来说,其显示的波形是随电压随时间的变化波形。
在产品的屏幕上,横轴表示的是时间,纵轴则是被测信号电压,示波器上的波形反映的就是被测信号电压随时间变化的轨迹。
示波器上显示的时域波形示波器可以显示被测点电压信号的变化,而分析了解被测件各个节点电压的变化情况是电子行业基本的需求,因此示波器广泛应用于电子,通信,计算机,医疗,汽车,航天等各个行业中。
也正因为这个原因,示波器是通用,也是全球销售额的测量仪器,每年示波器的销售额都超过10亿美金。
示波器按其次实现原理主要分为模拟示波器和数字示波器,按其采样方式分类实时示波器和采样示波器,有些示波器厂商出于市场宣传货突出某种特点的目的给示波器起了了不起的名称,或增加了一些额外的测量模块,但在大的基本结构上都没有脱离以上的基本分类。
1、模拟示波器出现于20世纪40年代,是早出现的一款示波器,这款示波器采用是阴极射线管的显示屏,而且宽带也只有几MHz,下图为结构框图:模拟示波器的触发一般都比较简单,通常就是边沿触发。
在设置好相应的边沿触发条件后,一旦被测信号的有效边沿来,示波器内部就开始产生锯齿波控制水平方向的扫描,这样在示波器屏幕上每次看到的波形都是被测信号触发点以后的波形。
如果被测的信号是周期性的,例如是时钟信号,在示波器上就可以看到稳定的信号波形。
2、数字示波器这款示波器出现要稍晚一些,20世纪80年代,在宽带,触发以及分析能力方面全面超越了模拟示波器。
数字示波器与模拟示波器的区别就是输入信号,数字示波器是通过高速芯片对输入信号进行采样和数字化,并把数字化样点保存到缓存中,然后通过信号处理电路把缓存里的数据读出出来,通过DAC芯片把相应的数字转换成模拟量,并显示在CRT 显示屏上。
示波器的分类
示波器的分类示波器是一种用于测量电信号的仪器,广泛应用于电子、通讯、计算机等领域。
根据不同的测量需求和技术特点,示波器可以分为多种类型。
本文将从不同的角度介绍示波器的分类。
一、按照工作原理分类1.模拟示波器模拟示波器是最早出现的一种示波器,它利用电子管或晶体管放大电信号,并通过光电转换将信号转换成可见光信号。
由于其工作原理类似于电视机,因此也被称为“示像管式”示波器。
模拟示波器具有响应速度快、分辨率高等优点,但由于其结构复杂,价格昂贵,逐渐被数字示波器所取代。
2.数字示波器数字示波器是利用数字处理技术对电信号进行采样、存储和处理,并将结果显示在屏幕上的一种仪器。
数字示波器具有体积小、价格低廉、功能强大等优点,已经成为现代测试和测量领域中最常用的仪器之一。
3.存储式数字示波器存储式数字示波器是一种特殊的数字示波器,它具有存储功能,可以将采集到的信号数据存储在内存中,以便后续分析和处理。
存储式数字示波器适用于需要长时间监测和记录信号变化的场合。
4.混合信号示波器混合信号示波器是一种结合了模拟和数字技术的示波器,它可以同时测量模拟信号和数字信号,并将结果显示在同一个屏幕上。
混合信号示波器适用于需要同时测量模拟和数字信号的场合。
二、按照使用范围分类1.通用型示波器通用型示波器是最常见的一种示波器,它适用于广泛的测试和测量领域。
通用型示波器具有良好的性能、稳定性和可靠性,可满足大多数测试需求。
2.专用型示波器专用型示波器是针对特定领域或特定应用设计制造的一种仪器。
例如,医学领域中常用的心电图机、超声诊断仪等都属于专用型示波器。
专用型示波器具有高度专业化、精度高等特点,但价格较高,适用范围有限。
三、按照测量通道分类1.单通道示波器单通道示波器只具有一个测量通道,适用于单一信号的测量和分析。
单通道示波器价格低廉、体积小巧,是学生、爱好者等初学者的首选。
2.双通道示波器双通道示波器具有两个独立的测量通道,可以同时测量两个信号,并将结果显示在同一个屏幕上。
模拟示波器好还是数字示波器好
模拟示波器好还是数字示波器好为什么模拟示波器没被数字示波器取代?为什么有的模拟示波器比数字示波器贵?模拟示波器和数字示波器哪个好?如何选购示波器?要解决这些问题,我们需要对模拟示波器和数字示波器的优缺点做个对比。
模拟示波器(ASO)的优点:模拟示波器可以看到的电子波形,在规定的带宽内可非常放心进行测试。
人类五官中眼睛视觉十分灵敏,屏幕波形瞬间微细变化都可感知。
1)模拟示波器最大的优点在于分辨率高,DSO的垂直分辨率一般只有8位,而ASO可以看成无穷大。
DSO的水平分辨率取决于采样速率,而模拟示波器也是无穷大。
因此模拟示波器在扫描周期内不会丢失带宽范围内的任何信号,而数字示波器可能会遗漏细节。
模拟示波器对信号的测量是连续进行的,屏幕上的显示是当时正在发生的情况,因此,模拟示波器比较适合测量调频、调幅、视频、噪声等信号,比较适合电子产品检测、调整和维修等应用,以及基础实验仪器教育使用。
2)相应速度快。
模拟示波器的显示可以说是实时的,而DSO需要经过采样处理,响应速度自然就慢了。
3) DSO有采样噪声,不但观察起来不爽,还会影响信号的波形。
ASO则没有这个问题。
4) 模拟示波器亮度高。
DSO一般用液晶显示器,亮度不高。
而ASO的CRT显示器亮度要高得多,不但能适应不同的光线环境,看起来也更舒服。
5)模拟示波器电路简单,维修方便。
特别是目前市场上的ASO一般都有原理图,更加有利于修理。
而DSO很少提供图纸。
66)模拟示波器有灰度等级特性,可以丰富观察内容,而DSO没有灰度等级特性。
模拟示波器(ASO)的缺点:1)测量低频(低于100Hz)时闪动厉害,低于30Hz时只能看到移动的光点,要根据光点移动的轨迹来推测信号的波形。
也不利于单次信号的测量,因为单次信号一闪而过,不能保持在屏幕上。
2)在释抑时段(逆程或者回扫时段)不能显示波形,如果是非周期性信号,这段时间内的信号将丢失,尽管有些示波器有延时线,可以显示触发前的信号,但是延时线的延时时间有限。
示波器测试技术应用的现状和未来发展趋势
示波器测试技术应用的现状和未来发展趋势示波器(Oscilloscope)是电子工程师手中必备的一种工具,它可以直观地显示电流和电压的波形,可以帮助工程师更轻松地理解电路的工作方式和问题所在。
随着电子技术的不断发展,示波器的测试技术也在不断进步。
本文将介绍示波器测试技术的现状和未来发展趋势。
一、示波器测试技术的现状1. 数字示波器在示波器的发展历程中,数字示波器(Digital Oscilloscope)是一个重要的节点。
相比于模拟示波器,数字示波器采用了数字信号处理技术,可以实现更高精度和更强的抗干扰能力。
数字示波器还可以支持多种触发方式和自动测量功能,使得工程师更轻松地捕获和分析波形。
2. 宽带、高精度现代电子系统的频率越来越高,对示波器的带宽和精度也提出了更高的要求。
目前市场上的示波器带宽已经达到了数十 GHz,而且分辨率也在不断提升。
高带宽和高精度的示波器可以更准确地捕获高频信号,更好地满足工程师的需求。
3. 自动化测试现代电子系统越来越复杂,测试工作也变得越来越繁琐。
自动化测试技术可以帮助工程师更轻松地完成测试任务,提高测试效率和质量。
目前市场上的示波器都支持了多种自动化测试功能,包括模式识别、自动触发和自动测量等。
4. 网络连接网络连接已经成为现代电子工程的一个重要环节,利用网络连接可以将多台设备连接在一起,形成一个智能化的测试系统。
现代示波器也开始支持网络连接功能,可以方便地与其他设备、软件、云平台等进行数据交换和远程控制。
二、示波器测试技术的未来发展趋势1. 高速通信测试5G时代已经到来,高速通讯技术如火如荼地发展着。
随着5G、Wi-Fi6等新一代通信技术的普及,对高带宽、高精度的示波器提出了更高的要求。
未来示波器的发展方向也将越来越趋向于高速通信测试,以提供更好的支持和服务。
2. 便携化移动互联网时代已经成为当下的主流,越来越多的行业开始追求便携化、远程化的方向。
这也使得便携化成为了未来示波器发展的一个趋势方向。
数字示波器与模拟示波器的区别
数字示波器与模拟示波器的区别示波器是观察波形的窗口,它让设计人员或维修人员详细看见电子波形,达到眼见为实的效果.人眼是最灵敏的视觉器官,可作出比较和判断。
因此,示波器亦誉为波形多用表。
数字示波器,是具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理、连接电脑等独特优点,其使用日益普及。
由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异,如果使用不当,会产生较大的测量误差,从而影响测试任务。
下面就为大家介绍数字示波器与模拟示波器的区别:数字示波器,凭借数字技术和软件大大扩展了工作能力,早期产品的取样率低、存在较大死区时间、屏幕刷新率低等不足得到较大改善,以前难以观察的调制信号、通讯眼图、视频信号等复合信号以及各种测量参数,如今越来越容易观察。
数字示波器可以对数据进行运算和分析,特别适合于捕获复杂动态信号中产生的全部细节和异常现象,因而在科学研究、工业生产中得到了广泛的应用。
为了让数字示波器工作在合格的状态,对示波器定期、快速、全面的检定,保证其量值溯源.另外,模拟示波器的带宽是一个固定的值,而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。
数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽,数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关(数字实时带宽=最高数字化速率/K),一般并不作为一项指标直接给出.从两种带宽的定义可以看出,模拟带宽只适合重复周期信号的测量,而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。
模拟示波器的某些特点,是数字示波器所不具备的:(1)操作简单--全部操作都在面板上,波形反应及时,数字示波器往往要较长处理时间。
(2)垂直分辨率高——连续而且无限级,数字示波器分辨率一般只有8位至10位。
(3)数据更新快--每秒捕捉几十万波形,数字示波器每秒捕捉几十个波形。
(4)实时带宽和实时显示——连续波形与单次波形的带宽相同,数字示波器的带宽与取样率密切相关,取样率不高时需借助内插计算,容易出现混淆波形。
数字示波器实验1
数字示波器实验1:了解数字示波器的主要结构和显示波形的基本原理,掌握使用数字示波器的基本方法。
2:学会使用函数信号发生器。
3:学会使用数字示波器观测波形以及测量电压幅值·周期和频率等。
4:理解李萨如图形合成原理及方法。
1:数字示波器和模拟示波器的区别.数字示波器:把模拟信号转换成数字信号,根据需要采用硬件或者软件手段,对采集的波形数据进行存储运算,分析变换等处理,采用磁偏转显像管或是液晶显示模拟示波器:直接测量信号电压,对信号不进行任何处理,采用静电偏转示波管显示.2:简述数字示波器的工作原理.按照采样原理,利用A/D变换,将连续的模拟信号转变成离散的数字序列,然后进行恢复波形,从而达到测量波形的目的。
3:数字示波器的特点。
数字示波器具有波形触发,存储,显示,测量,波形数据分析处理,且有自动测量的能力等优点.4:李萨如图合成原理及特点。
如果在示波器的CH1通道加上一正弦波,在示波器CH2通道加上另一正弦波,当两正弦波信号的频率比值为简单整数比时,在荧光屏上将得到李萨如图,李萨如图是两个相互垂直的简谐振动合成的结果,fx(ch1通道上正弦波信号频率)/fy(ch2通道上正弦波信号频率)=ny/nx。
(ny为李萨如图与假想垂直线的切点数目,nx为李萨如图与水平线的切点数目)1:手动测量信号峰峰值,周期和频率的原理公式:信号峰峰值=格数x垂直单个格数代表的数值周期=格数x水平单个格数代表的数值调节垂直方向标尺系数按钮2:观察两个信号的合成李萨如图形时,应如何操作示波器?CH1 CH2各入一路,在数字示波器的辅助功能中,将显示模式调节模式调为XY模式,然后调节选择水平,垂直方向标尺系数按钮,将图形移到正中间观察图形.。
数字存储示波器与模拟示波器的区别
数字存储示波器与模拟示波器的区别示波器是一种非常重要的电子测试仪器,用于观测电子信号的波形和特性。
根据信号的处理方式,示波器可以分为模拟示波器和数字存储示波器两种类型。
本文将会分别介绍数字存储示波器和模拟示波器的区别,以及它们的优缺点。
模拟示波器模拟示波器使用模拟电路处理和观测电信号。
根据工作方式的不同,模拟示波器主要可以分为两种类型:阴极射线示波器(CRT示波器)和存储示波器。
对于CRT示波器,它的电子束可以从左至右扫描,而垂直方向则根据输入信号电压的大小移动。
这样,我们就可以在屏幕上看到电信号的波形。
存储示波器则可以在信号已经被显示的情况下保存这个波形。
模拟示波器最大的优点就是对于信号的显示非常流畅,而且能输出非常高的波形质量。
数字存储示波器数字存储示波器(DSO)使用数字处理技术来观测和处理电信号。
数字存储示波器对于信号的观测和处理不是依靠模拟电路,而是使用A/D转换器将信号转换成数字信号。
然后,这些数字信号会存储在内存中,并通过数字信号处理技术进一步处理。
最后,通过显示器输出数字信号重新转换为模拟电信号,从而显示电信号的波形。
数字存储示波器的主要特点是信号处理精度高,能够高速采集和处理多通道信号,功能强大,便于自动化测试等特性。
区别数字存储示波器和模拟示波器的最大区别就是处理方式不同。
模拟示波器使用模拟电路来处理和观测电信号,而数字存储示波器则使用数字处理技术。
具体来讲,数字存储示波器拥有更高的采样率和分辨率,所以处理精度更高。
数字存储示波器可以采集和处理多通道信号,能够同时显示多路信号,并且支持自动化测试。
数字存储示波器还可以在存储数据之后对信号进行后续处理,比如说FFT分析、傅里叶变换等数学处理。
模拟示波器虽然处理精度低于数字存储示波器,但是由于使用模拟电路,对于信号的显示比较流畅,而且体积小、功耗低。
模拟示波器在信号频率比较低的情况下,能够很好地处理信号,并且价格比数字存储示波器更便宜。
数字示波器与模拟示波器的对比
数字示波器与模拟示波器的对比一、模拟和数字,各有千秋廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代,雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具,带宽100MHz的同步示波器开发成功,这是近代示波器的基础。
五十年代半导体和电子计算机的问世,促进电子示波器的带宽达到100MHz。
六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献,出现带宽 6GHz的取样示波器、带宽6GHz的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平,为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。
模拟示波器从此没有更大的进展,开始让位于数字示波器,英国和法国甚至退出示波器市场,技术以美国领先,中低档产品由日本生产。
模拟示波器要提高带宽,需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。
数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能,对示波管和扫描电路没有特殊要求。
加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理,以及多种触发和超前触发能力。
廿世纪八十年代数字示波器异军突起,成果累累,大有全面取代模拟示波器之势,模拟示波器的确从前台退到后台。
但是模拟示波器的某些特点,却是数字示波器所不具备的:操作简单——全部操作都在面板上,波形反应及时,数字示波器往往要较长处理时间。
垂直分辨率高——连续而且无限级,数字示波器分辨率一般只有8位至10位。
数据更新快——每秒捕捉几十万波形,数字示波器每秒捕捉几十个波形。
实时带宽和实时显示——连续波形与单次波形的带宽相同,数字示波器的带宽与取样率密切相关,取样率不高时需借助内插计算,容易出现混淆波形。
简而言之,模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形,在规定的带宽内可非常放心进行测试。
人类五官中眼睛视觉十分灵敏,屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断,微细变化都可感知。
因此,模拟示波器深受使用者的欢迎。
二、数字示波器独领风骚八十年代的数字示波器处在转型阶段,还有不少地方要改进,美国的TEK公司和HP公司都对数字示波器的发展作出贡献。
模拟和数字示波器功能区别
模拟和数字示波器功能区别示波器是观察波形的窗口,它让设计人员或维修人员详细看见电子波形,达到眼见为实的效果。
因为人眼是最灵敏的视觉器官,可以明察秋毫之末,极为迅速地反映物体至大脑,作出比较和判断。
因此,示波器亦誉为波形多用表。
早期示波器只显示电压随时间的变化,作定性的观察。
随后,改进的示波器具备定量的功能,测量幅度和时间,以及它们的变化情况。
同时,为了记录和比较偶发事件,要借助照相机和示波管的长余辉效应。
模拟示波器的频率特性由垂直放大器和阴极示波管来决定。
八十年代示波器引入数字处理和微处理器,出现数字示波器,现在把模拟示波器称为模拟实时示波器(ART 示波器),数字示波器称为数字存储示波器(DSO示波器)。
ART示波器需要与带宽相适应的放大器和阴极射线示波管,随着频率的提高,对阴极射线示波管的工艺要求严格,成本增加,存并瓶颈。
DSO示波器只要与带宽相适应的高速A/D转换器,其它存储器和D/A转换器以及显示器都是较低速成的部件,显示器可用LCD平面阵列和彩色屏幕。
DSO示波器采用微处理器作控制和数据处理,使DSO示波器具有超前触发、组合触发、毛刺捕捉、波形处理、硬拷贝输出、软盘记录、长时间波形存储等ART所不具备的功能,目前DSO示波器的带宽也超过1GHz,在许多方面都超过ART的性能。
DSO示波器也有不足之处,带宽取决于取样率,比较通用的取样率等于带宽的4倍。
复现的波形靠内插算法补齐,波形会有失真;A/D转换速度快,但D/A转换速度慢,故波形更新率低,偶发信号会被遗漏;垂直分辨率一般用8位,显然较低;面板旋钮多,菜单复杂,使用不方便;没有亮度调制,观察不到三维图形;波形存储容量不够,无法对波形进行处理等等。
目前DSO示波器的不足之处已基本被克服,但是并非全部良好性能都体现在同一部示波器内,亦即每部DSO示波器都会有一定特点,也有某些不足,在选择示波器型号时应该留意对比。
有些型号的DSO示波器具有与ART示波器一样的波形更新率,有些型号的DSO示波器却没有,有一种DSO 示波器具有ART示波器的荧光屏三维图形显示能力,而大部分DSO不具备这种性能。
示波器的分类和特点
电子设备可以划分为两类:模拟设备和数字设备。
模拟设备的电压变化连续,而数字设备处理的是代表电压采样的离散二元码。
传统的电唱机是模拟设备,而CD 播放器是属于数字设备。
同样,示波器也能分为模拟和数字类型。
模拟和数字示波器都能够胜任大多数的应用。
但是,对于一些特定应用,由于两者具备的不同特性,每种类型都有适合和不适合的地方。
作进一步划分,数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO)、数字荧光示波器(DPO )和米样示波器。
模拟示波器在本质上,模拟示波器工作方式是直接测量信号电压,并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。
示波器屏幕通常是阴极射线管(CRT)。
电子束投到荧幕的某处,屏幕后面总会有明亮的荧光物质。
当电子束水平扫过显示器时,信号的电压是电子束发生上下偏转,跟踪波形直接反映到屏幕上。
在屏幕同一位置电子束投射的频度越大,显示得也越亮。
CRT 限制着模拟示波器显示的频率范围。
在频率非常低的地方,信号呈现出明亮而缓慢移动的点,而很难分辨出波形。
在高频处,起局限作用的是CRT 的写速度。
当信号频率超过CRT 的写速度时,显示出来的过于暗淡,难于观察。
模拟示波器的极限频率约为1GHz。
当把示波器探头和电路连接到一起后,电压信号通过探头到达示波器的垂直系统。
图13 图解出模拟示波器是如何显示被测信号。
设置垂直标度(对伏特/ 格进行控制)后,衰减器能够减小信号的电压,而放大器可以增加信号电压。
随后,信号直接到达CRT 的垂直偏转板。
电压作用于这些垂直偏转板,引起亮点在屏幕中移动。
亮点是由打在CRT 内部荧光物质上的电子束产生的。
正电压引起点向上运动,而负电压引起点向下运动。
信号也经过触发系统,启动或触发水平扫描。
水平扫描是水平系统亮点在屏幕中移动的行为。
触发水平系统后,亮点以水平时基为基准,依照特定的时间间隔从左到右移动。
许多快速移动的亮点融合到一起,形成实心的线条。
如果速度足够高,亮点每秒钟扫过屏幕的次数高到500000 次。
(完整)示波器使用教程
示波器使用教程示波器是一种图形显示设备,它描绘电信号的波形曲线。
这一简单的波形能够说明信号的许多特性:信号的时间和电压值、振荡信号的频率、信号所代表电路中“变化部分”信号的特定部分相对于其它部分的发生频率、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的直流成份(DC)和交流成份(AC)、信号的噪声值和噪声随时间变化的情况、比较多个波形信号等。
一、数字示波器与模拟示波器的异同及选择示波器通常分模拟示波器和数字示波器两种。
初期主要为模拟示波器。
中期数字示波器独领风骚。
廿世纪八十年代数字示波器异军突起,成果累累,大有全面取代模拟示波器之势,模拟示波器逐渐从前台退到后台。
但是在发展初期模拟示波器的某些特点,却是数字示波器所不具备的: ○操作简单:全部操作都在面板上可以找到,波形反应及时,数字示波器往往要较长处理时间。
○垂直分辨率高:连续而且无限级,数字示波器分辨率一般只有8位至10位。
○数据更新快:每秒捕捉几十万个波形,数字示波器每秒捕捉几十个波形。
○实时带宽和实时显示:连续波形与单次波形的带宽相同,数字示波器的带宽与取样率密切相关,取样率不高时需借助内插计算,容易出现混淆波形。
简而言之,模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形,在规定的带宽内可非常放心进行测试。
人类五官中眼睛视觉神经十分灵敏,屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断,细微变化都可感知。
因此,刚开始模拟示波器深受使用者的欢迎。
如何选择示波器 自从示波器问世以来,它一直是最重要、最常用的电子测试工具之一;由于电子技术的发展,示波器的能力也在不断提升,其性能与价格也五花八门,市场参差不齐,本文从多方面阐述您如何选择示波器。
了解您的信号? 您要知道您用示波器观察什么?既您要捕捉并观察的信号其典型性能是什么?您的信号是否有复杂的特性?您的信号是重复信号还是单次信号?您要测量的信号过渡过程带宽,或者上升时间是多大?您打算用何种信号特性来触发短脉冲、脉冲宽度、窄脉冲等?您打算同时显示多少信号? 模拟还是数字?传统的观点认为模拟示波器具有熟悉的面板控制,价格低廉,因而总觉得模拟示波器“使用方便”。
示波器的波形显示和测量方法
示波器的波形显示和测量方法示波器是一种常用的电子测试设备,用于显示和测量电信号的波形。
它广泛应用于电子工程、通信、医疗、教育和科研等领域。
本文将介绍示波器的波形显示原理和常用的波形测量方法。
一、波形显示原理示波器通过采集被测信号并将其转换为电压值,然后将这些离散的电压值通过水平和垂直扫描进行扫描和显示,从而形成连续的波形图像。
具体的波形显示原理有两种常见的类型:模拟示波器和数字示波器。
1. 模拟示波器模拟示波器使用电子光束和电磁偏转来显示被测信号的波形。
它通过电子束在阴极射线示波管(CRT)屏幕上作二维扫描,利用电磁偏转系统来控制电子束的水平和垂直移动,从而将电压信号转换为可见的波形图像。
2. 数字示波器数字示波器将被测信号转换为数字信号,并通过模数转换器将其转换为离散的电压值。
然后,这些离散的电压值可以通过数字信号处理技术重新恢复成连续的波形,最终在示波器屏幕上显示出来。
数字示波器具有高精度、稳定性好以及多种自动化功能,因此在现代电子测试中得到了广泛应用。
二、波形测量方法示波器不仅可以显示波形,还可以进行各种波形测量。
常用的波形测量方法有以下几种:1. 幅值测量示波器可以测量波形的峰值、峰峰值、平均值和有效值等幅值参数。
通过在示波器上设置合适的垂直量程和触发模式,可以准确地测量波形的幅度。
2. 频率测量示波器可以通过测量波形的周期或脉冲宽度来获取频率信息。
利用示波器上的时间测量功能,可以轻松地获取波形的频率,并通过适当的设置还可以获得频谱分析图。
3. 相位测量对于多个信号或者周期信号,示波器可以通过设置触发源和触发级来测量信号之间的相位关系,从而获取波形的相位信息。
相位测量对于频率合成、通信系统和控制系统等领域非常重要。
4. 上升时间和下降时间测量对于快速变化的信号,示波器可以测量信号的上升时间和下降时间,这对于分析信号的传输特性和约束等参数是至关重要的。
5. 示波器中的数学运算现代数字示波器经常配备各种数学运算功能,例如傅里叶变换、微分、积分和滤波等。
关于示波器的十个问题和十个答案
关于示波器的十个问题和十个答案示波器数字示波器一直是工程师设计、调试产品的好帮手。
但随着计算机、半导体和通信技术的发展,电路系统的信号时钟速度越来越快,信号上升时间也越来越短,导致因底层模拟信号完整性问题引发的数字错误日益突出。
针对这些新的测试挑战,示波器供应商不断推出了性能更好的数字示波器。
但要想准确快速地对系统信号进行分析,测量时还有很多新的因素必须考虑。
如仪器速度能否跟上被测信号的变化、带宽是否足够、测量方法会不会引入干扰,甚至还有所使用的探头是否合适等等。
问题1:每台示波器都有一个频率范围,比如10M、60M、100M……,我手头用的示波器标称为60MHz,是不是可以理解为它最大可以测到60MHz?可我用它测4.1943MHz的方波时都测不到,这是什么原因?答:60MHz带宽示波器,并不意味着可以很好地测量60MHz的信号。
根据示波器带宽的定义,若输入峰峰值为1V的60MHz正弦波到60MHz带宽示波器上,您在示波器上将看到0.707V的信号(30%幅值测量误差)。
如果测试方波,选择示波器的参考标准应是信号上升时间,示波器带宽=0.35/ 信号上升时间×3,此时您的上升时间测量误差为5.4%左右。
示波器的探头带宽也很重要,若使用的示波器探头包括其前端附件构成的系统带宽很低,将会使示波器带宽大大下降。
如若使用20MHz带宽的探头,则能实现的最大带宽是20MHz,如果在探头前端使用连接导线,将会进一步降低探头性能,但对4MHz左右方波不应有太大影响,因为速度不是很快。
另外还要看一下示波器使用手册,有的60MHz示波器在1:1设置下,其实际带宽将锐减到6MHz以下,对于4MHz左右的方波,其三次谐波是12MHz,五次谐波是20MHz,若带宽降到6MHz,对信号幅值衰减很大,即使能看到信号也绝对不是方波,而是幅值被衰减了的正弦波。
当然,测不出信号的原因可能有多种,如探头接触不好(该现象很容易排除),建议用BNC电缆连接一函数发生器,检验该示波器本身有没有问题,探头有没有问题,如有问题,可和厂家直接联系。
模拟示波器和数字示波器的工作原理区别
模拟示波器和数字示波器的工作原理区别示波器是一种测量电信号的仪器,它可以将电信号转换为可见的波形,便于分析和测量。
现代化的示波器主要有模拟示波器和数字示波器两种类型。
本文将从工作原理的角度,对两种示波器进行比较。
模拟示波器的工作原理模拟示波器是一种基于模拟电子学原理的仪器,其主要由电子光栅管、垂直放大器、水平放大器、触发电路和扫描发生器等组成。
其中,电子光栅管是模拟示波器的核心部件,它可以将电信号转换为连续变化的亮度和位置信息,形成屏幕上的波形。
模拟示波器的工作原理是,将待测信号输入到垂直放大器中,经过放大后,再将放大后的信号输入到电子光栅管中。
电子光栅管通过电子束对荧光屏进行扫描,荧光屏所发出的光线经过透镜进行聚焦,最终形成示波器屏幕上的波形。
模拟示波器具有以下特点:1.可以测量低频、高幅度信号,因为模拟电路可以对信号进行高增益放大;2.波形连续,能够观察到电信号的细节信息,如噪声、瞬间变化等;3.抗干扰性好,因为模拟电路对高频干扰信号有一定的滤波能力。
数字示波器的工作原理数字示波器是一种基于数字信号处理技术的仪器,其主要由AD转换器、触发器、数值处理器和显示器等组成。
数字示波器可以将模拟信号采样后转换为数字信号,利用数字信号处理技术进行波形分析和显示。
数字示波器的工作原理是,将输入信号经过AD转换器转换为数字信号,然后利用数值处理器对数字信号进行处理和分析,最终将处理后的数字信号通过显示器显示出来。
数字示波器具有以下特点:1.可以测量高频、低幅度信号,因为数字电路可以对信号进行高精度采样;2.波形采样离散,可能漏掉一些细节信息,但可以进行一些高级处理分析,如FFT变换等;3.不会受到噪声等干扰的影响,因为数字电路对输入信号进行了数字信号处理,可以有效提取信号信息。
两者的比较从工作原理的角度来看,模拟示波器和数字示波器存在以下不同点:1.数字示波器具有高频、低幅度信号测量的优势,而模拟示波器更适合测量低频、高幅度信号;2.数字示波器测量的波形精度更高,能够进行更多的高级处理和分析,而模拟示波器对信号的细节信息更加敏感;3.数字示波器抗干扰性能好,不会受到噪声等干扰的影响,而模拟示波器抗干扰性能相对较差。
示波器原理及其应应用-电子技术实践基础
为了在示波器上观察到稳定不动的信号波形:用被测 信号或其他信号来控制扫描电压的产生时刻,称为扫描触 发。该系统的主要作用是用来产生锯齿波信号,并保证被 测信号波形与扫描信号波形之间有确定的相位关系。扫描 系统所需的触发信号可选用内触发信号,也可选用外触发 信号,一般多选用内触发信号进行扫描显示,仅在同步困 难时才选用外触发的方式。当被测信号达到某一选择的电 平时,触发电路就输出一个脉冲信号去启动扫描电路使光 点开始水平扫描。
G:控制栅极
A1:第一阳极 A2:第二阳极
电子枪、偏转系统、荧光屏
Y:竖直偏转板
K:阴极
X:水平 偏转板
F:灯丝
荧光屏
G:对应亮度旋钮
K G A1 A2共同完成聚焦
电子放大系统:竖直放大器、水平放大器 作用:在偏转板上加足够的电压,使电子束获得明显偏移;
对较弱的被测信号进行放大
扫描触发系统:扫描发生器、触发电路 扫描发生器作用:产生一个与时间成正比的电压作为扫描信号
通道2极 性转换
VOLTS/DIV:调节垂直 偏转灵敏度,指示垂直方 向每格的偏转电压值
TIME/DIV:调节扫 描速率,指示水平方 向每格的扫描时间 X-Y工作方式:
VIRIABLE:连续调 节垂直偏转灵敏度
VIRIABLE
PLEE×5:
连续调节扫 描速率
电平(LEVEL): 调节被测信号在某 一电平触发扫描
(扫描和同步)
沙斗实验:沙斗 Y方向做自由单摆 运动,纸张P沿X方 向做匀速移动,则 沙漏的轨迹就是一 条随时间变化的周 期性正弦波曲线。
沙斗实验
示波管显示原理
产生高速飞行的电子束 使电子沿x方向偏移
使电子沿Y方向偏移
示波管显示原理
示波器的种类和功能介绍
示波器的种类和功能介绍示波器是一种用于测量和显示电信号波形的仪器。
它在电子工程、通信、医疗等领域被广泛应用。
本文将介绍示波器的种类和功能。
一、示波器的种类1. 示波管示波器(CRT Oscilloscope)示波管示波器是最早出现的示波器类型。
它使用电子束在荧光荧屏上画出电信号波形。
虽然示波管示波器在一些低频和高电压应用中仍然有用,但由于体积庞大、耗电量大及显示分辨率局限等问题,已逐渐被其他类型的示波器所取代。
2. 数字示波器(Digital Oscilloscope)数字示波器是目前最常用的示波器类型。
它使用模数转换器将模拟信号转换成数字信号,然后通过数码显示屏显示波形。
数字示波器具有抗干扰能力强、波形存储方便以及自动测量等优点,可以满足大多数波形分析需求。
3. 存储示波器(Storage Oscilloscope)存储示波器是一种特殊的数字示波器,具有存储波形的功能。
它能够将输入信号的波形持续地存储在内存中,并通过数码显示屏进行回放。
存储示波器广泛应用于对电信号瞬态过程的观察和分析。
4. 模拟示波器(Analog Oscilloscope)模拟示波器是指使用电子管、晶体管等模拟电子元件工作的示波器。
与数字示波器相比,模拟示波器具有响应速度快、波形显示更真实等特点。
但模拟示波器的分辨率和存储能力较低,逐渐被数字示波器所替代。
二、示波器的功能1. 波形显示示波器最基本的功能是显示电信号的波形。
通过示波器,我们能够直观地观察到信号的振幅、频率、相位等特性。
波形显示不仅方便我们了解信号的基本特征,还有助于故障诊断和故障分析。
2. 参数测量示波器可以对电信号进行各种参数的测量,如峰值、峰峰值、平均值、频率、周期等。
通过示波器的自动测量功能,我们可以快速准确地获取这些参数,为信号分析提供便利。
3. 多通道观测数字示波器通常具有多通道输入功能,可以同时显示多个信号波形。
通过多通道观测,我们可以对不同信号之间的时序关系进行观察和分析,从而更全面地了解电路或系统的工作状态。
模拟示波器和数字示波器的区别
模拟示波器和数字示波器的区别1、曾经的一代枭雄最早的模拟示波器出现于20世纪初期,大概只有几MHz的带宽。
也就是我们早些年见到的那种CRT显示屏的示波器。
原理比较简单,在高中物理中已经有讲过:模拟示波器内部会产生周期性的锯齿波信号来控制银光平电子枪的水平偏转,被测的电压经过放大后控制荧光屏电子枪的垂直偏转。
这样一来,光斑或者亮线就清楚的显示在荧光屏上了,就是波形嘛。
2、一度被推上神坛在数字示波器刚刚推出的时候,很多工程师对其是不信任的,他们觉得模拟示波器才是实时示波器,而数字示波器不是实时的。
事实确实如此,因为数字示波器要先把一段数据采集到高速缓存里面,然后再停止采集,再由后面的处理器把缓存里的数据取出来再进行内插、分析、测量、显示。
特别是在21世纪之前,这个数据处理的时间要远远长于示波器采集波形的时间,也就是说绝大多数的波形都被漏掉了(英文文献称“dead time”,也即死区时间)。
而模拟示波器在带宽足够的情况下,可以实时显示电压的变化情况,这在示波器发展过程中起着至关重要的作用。
3、硬伤注定将被时代抛弃模拟示波器的优点毋庸赘述,实时性好、原理简单、价格便宜。
但是本身的仪器原理也包含了终将会被时代抛弃的硬伤。
大抵有以下几条:一、带宽有限:这绝对是致命硬伤。
前面已经提到,模拟示波器的输入信号是放大后直接控制CRT显示屏的电子枪偏转。
虽然放大器的带宽可以越来预高,但是CRT电子枪的偏转速度是有限的,对于高频信号,电子枪的速度跟不上信号变化。
因此,当前模拟示波器带宽真的很难做上去。
二、无法存储和分析:很多老工程师非常清楚,用模拟示波器保存波形是要拿相机拍照的,如果要测幅度、周期、上升时间,只能手动去搞。
要是想测相位差、功率这些,对于数字示波器这种只是勾选一下就能完成的事情,对于模拟示波器简直是体力活。
三、触发能力太弱:基本只能边沿触发吧。
想脉宽触发?斜率触发?根本不可能!更不要开个图形来做模板触发这种脑洞大开的触发方式了。
模拟示波器与数字示波器的比较实验研究
Ke rs i l t siocp ;dg a oc ocp ;cmp e i ;c o e ywod :s ae oc s o mu d l e i t si soe o ad wt hi il l r h c
1 引 言
示 波器 是测量 电信号波 形 的仪器 ,它 能形 象地
Ab ta t T i ae t d csteb scsrcue, w ri gp n il n h i d a tgsa d dsd a tg so i ltd a d sr c : hsp p ri r u e h ai tu tr n o okn r cpe a dte man a v ae ia v na e fs i n n muae n
t e t s i o c p si h u O le e p rme t fs ge—sa e a l e ,i tg a ic i, Sg a n y t m fp s ie l w a s h wo o cl o n t e f r C Ue x e s e o i ns o i l n t g mpi r ne r c r ut in a d S se o a s o p i f l l v s i e ee ii e h oo y f t ra d tlv s n tc n lg , a d fn s o tte rrl t e ds d a tg so e t o o cl s o swh n t e r s d i x e i ns l n o n d u h i eai ia v na e ft w s i o c p e h y a e u e n e p r i v h l e me t. Fn l i a y, i p o i e o a i p n il so h o i g o cl s o e i n v r i a o ao y l t r vd s s me b c r cp e fc o sn s i o c p n u ie st l b rt r . s i y
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关于模拟和数字示波器比较
观察1%以下寄生波形,无论是模拟示波器还是数字示波器,观察精度都不是很好。
模拟示波器的垂直精度未必比数字示波器更高,如某500MHz带宽的模拟示波器垂直精度是±3%,这并不比数字示波器(通常精度为1~2%)更具优势,而且对细节,数字示波器的自动测量功能比模拟示波器的人工测量更精确。
对于示波器的幅值测量精度,很多人用A/D位数来衡量。
实际上,随着您所用的示波器带宽、实际采样率设置等,它会有所变化。
若带宽不够,本身带来的幅值测量误差就很大,若带宽够了,采样设置很高,实际的幅值测量精度也不如采样率低时候的精度(您有时可参考示波器的用户手册,它可能会给出不同采样率下,示波器的A/D 实际有效位数)。
总的来讲,示波器测量幅值,包括均方根值的精度往往不如万用表,同理,测量频率它不如频率计数器。