现代电子测量技术教案
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是以有效存储带宽和等效存储带宽来表征的。 有效存储带宽表征采用实时采样方式时可测量正弦波信号 的最高频率； 等效存储带宽表征采用非实时采样技术时可测量正弦波信 号的最高频率。
数字存储示波器的有效存储带宽两种定义目前尚未统一。 一种是用A/D转换器采样速率的一半来定义，即按照奈奎 斯特频率极限给出，称为最大存储带宽。 另一种是Tektronix公司首先提出了另一种较为合理的存 储带宽的定义，即：
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第二章 数字示波技术
第一节 数字存储示波器的组成和原理 1、数字存储示波器的组成 （Digital Storage Oscilloscope，简写DSO）
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实际的数字存储示波器通常将模拟示波器的功 能融合进来，一种典型的结构如下:
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2、信号采样
数字存储示波器均采用实时采样和非实时采样
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第三节 数字存储示波器的主要技术指标
1、最高采样速率
采样速率是指单位时间内对模拟输入信号的采样次数。 最高采样速率由A/D变换器的转换速率来决定。 采样速率通常以采样脉冲的频率（Hz）、每秒的采样样 本点数及存储的数据位数来表示。在实际应用中，采样 速率可根据所设定的示波器扫描时间因数Dx（t/div）来 选择，但其上限则由示波器的最高采样速率所限制。当 扫描时间因数t/div确定之后，采样频率fs的计算公式为：
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第二节 数字存储示波器的特点
数字存储示波器与模拟示波器相比有下述特点 （1）长期存储波形 （2）信号的采集和存储与显示过程分离 （3）具有多种触发方式
能显示触发后的信号，能显示触发前的信号， 毛刺触发、脉宽触发、窗口触发、逻辑组合触发、状态 触发以及电视视频信号触发等 （4）具有多种显示方式 定格显示 刷新显示 滚动显示 （5）便于进行多波形分析比较 （6）采用数字技术提高测量精度高 （7）采用微处理器控制，具有智能仪器的特点
① 电压分辨率
电压分辨率指每个采样点的模拟量对应二进制
数字的位数，也就是对信号（Vp-p）所能识别的
最小电压等级。电压分辨率由A/D变换器的分辨率
决定。
② 时间分辨率
时间分辨率表示对模拟信号相邻两个样点之间
时间间隔的分辨能力，常以位数（bit）、每格多
少点（点/div）或相邻数据点的时间间隔（s）来
fs =n/T 式中：n为对应于示波器屏幕水平线每格的采样点数；
T为每格的扫描时间。 例如：扫描时间为10μs/div，水平通道D/A转换器采 用10位D/A，示波器水平方向分为10个格，则每格采样 数为1024/10=102.4点，采编样辑ppt频率fs为10.24Ms/s。 14
2、系统带宽 数字存储示波器在存储工作方式下的带宽（存储带宽）
如图：
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对于非周期的单次波形以及频率较低的周期 波形，必须用实时采样的方法。
采样、变换和存储方案
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4、存储波形的显示 把存储器中的数据，按地址顺序取出，并经D/A还原
为原来的模拟量，同时将地址按顺序送出，并经D/A转 换成阶梯波。把前一模拟量送到示波器的Y轴，把阶梯 波送到示波管的X轴（作扫描），这样就能把被测波形 显示在屏幕上。如图：
有效存储带宽=最大采样速率/K 其中，K的取值，在使用光点显示时约等于25；使用矢量 内插显示时约等于10；使用正弦内插显示时约等于2.5。 若非实时采样，其等效存储编带辑pp宽t 等于示波器的模拟带宽15。
3、测量分辨率和测量精度
测量分辨率包括电压分辨率（垂直分辨率）和时间
分辨率（水平分辨率）。
电压分辨率每增加 1bit，分级数增加一倍， 分级误差减小一半，动态范围扩展 6dB。 6、通道数
通道数指数字存储示波器能够同时存储的模 拟信号个数。
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第四节 数字存储示波器中的关键技术
1、高速信号采集技术 ① 比较式A/D变换器
逐次逼近比较式属于反馈比较式变换器，速率不是很 快，故高速数字存储器都采用非反馈比较式A/D变换器， 如串并行 A/D变换器、并联比较型A/D变换器等。 快速并行比较式（“闪烁”变换）A/D变换器是全并 行比较式高速变换器，它在比较式变换器中变换速率 最快，但这种变换器使用比较器较多，且分辨率每增 加一位，比较器个数便增加一倍，使分辨率的提高受 到限制。由于电路复杂，所以制造困难，价格也贵。
相结合的方法（取样技术），信号采样的关键实
现部件是A/D转换器。
对观察非周期信号和瞬态信号，实时采样方法
能更好地进行处理和分析。
3、波形的存储
把每个离散的模拟量经A/D变换后，就可以得
到相应的数字量。如果设法把这些数字量存到存
储器中，就相当于把一个模拟波形以数字量的形
式存储起来，这可利用微处理器来实现。
实验（二个整天）15学时
考试：1学时
2、考核成绩
总成绩=考试（50）+实验（20+30）
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第一章 概述
第一节 经典电子测量技术 1、测量数据处理 2、显示测量技术 3、频率测量技术 4、电压测量技术 5、信号发生技术 6、频域测量技术
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第一章 概述
第二节 现代电子测量技术 1、数字化测量技术 2、智能化测量技术 3、虚拟化测量技术 4、自动测试系统
在实际应用中，存储容量必须按照存储波形的长度、 细节要求的点数（时间分辨率）和仪器限定的时基速度进 行选择（对单次信号还取决于采样速率）。在有些情况下， 采集存储器可串联或分开使用。
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5、动态范围 动态范围指可测量的最大信号与可分辨的最
小信号之比，常用对数值dB表示。 动态范围=20log（A/D变换分级数）
表示。
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4、存储容量 存储容量又称记录长度，表示数字存储示波器
获取被测信号长度的能力。示Biblioteka Baidu器的存储容量用存 储器能够存储的最大存储字数来表示。
数字存储示波器的存储器通常采用1K、4K、甚 至2M字及以上的高速半导体存储器。除采集存储 器外，还有用于存储多个波形的低速大容量显示存 储器和保持存储器，但它们的存储容量并不表示获 取信号的能力。
现代电子测量技术
Modern Electronic Measurement Technology
电子信息工程学院 王化深
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1
目
录
第一章 概述 第二章 数字示波技术 第三章 数字化信号发生技术 第四章 数据域测试技术 第五章 自动测试系统
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本课教学安排
1、课程安排
课堂教学 14学时
数字存储示波器的有效存储带宽两种定义目前尚未统一。 一种是用A/D转换器采样速率的一半来定义，即按照奈奎 斯特频率极限给出，称为最大存储带宽。 另一种是Tektronix公司首先提出了另一种较为合理的存 储带宽的定义，即：
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第二章 数字示波技术
第一节 数字存储示波器的组成和原理 1、数字存储示波器的组成 （Digital Storage Oscilloscope，简写DSO）
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实际的数字存储示波器通常将模拟示波器的功 能融合进来，一种典型的结构如下:
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2、信号采样
数字存储示波器均采用实时采样和非实时采样
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第三节 数字存储示波器的主要技术指标
1、最高采样速率
采样速率是指单位时间内对模拟输入信号的采样次数。 最高采样速率由A/D变换器的转换速率来决定。 采样速率通常以采样脉冲的频率（Hz）、每秒的采样样 本点数及存储的数据位数来表示。在实际应用中，采样 速率可根据所设定的示波器扫描时间因数Dx（t/div）来 选择，但其上限则由示波器的最高采样速率所限制。当 扫描时间因数t/div确定之后，采样频率fs的计算公式为：
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第二节 数字存储示波器的特点
数字存储示波器与模拟示波器相比有下述特点 （1）长期存储波形 （2）信号的采集和存储与显示过程分离 （3）具有多种触发方式
能显示触发后的信号，能显示触发前的信号， 毛刺触发、脉宽触发、窗口触发、逻辑组合触发、状态 触发以及电视视频信号触发等 （4）具有多种显示方式 定格显示 刷新显示 滚动显示 （5）便于进行多波形分析比较 （6）采用数字技术提高测量精度高 （7）采用微处理器控制，具有智能仪器的特点
① 电压分辨率
电压分辨率指每个采样点的模拟量对应二进制
数字的位数，也就是对信号（Vp-p）所能识别的
最小电压等级。电压分辨率由A/D变换器的分辨率
决定。
② 时间分辨率
时间分辨率表示对模拟信号相邻两个样点之间
时间间隔的分辨能力，常以位数（bit）、每格多
少点（点/div）或相邻数据点的时间间隔（s）来
fs =n/T 式中：n为对应于示波器屏幕水平线每格的采样点数；
T为每格的扫描时间。 例如：扫描时间为10μs/div，水平通道D/A转换器采 用10位D/A，示波器水平方向分为10个格，则每格采样 数为1024/10=102.4点，采编样辑ppt频率fs为10.24Ms/s。 14
2、系统带宽 数字存储示波器在存储工作方式下的带宽（存储带宽）
如图：
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对于非周期的单次波形以及频率较低的周期 波形，必须用实时采样的方法。
采样、变换和存储方案
编辑ppt
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4、存储波形的显示 把存储器中的数据，按地址顺序取出，并经D/A还原
为原来的模拟量，同时将地址按顺序送出，并经D/A转 换成阶梯波。把前一模拟量送到示波器的Y轴，把阶梯 波送到示波管的X轴（作扫描），这样就能把被测波形 显示在屏幕上。如图：
有效存储带宽=最大采样速率/K 其中，K的取值，在使用光点显示时约等于25；使用矢量 内插显示时约等于10；使用正弦内插显示时约等于2.5。 若非实时采样，其等效存储编带辑pp宽t 等于示波器的模拟带宽15。
3、测量分辨率和测量精度
测量分辨率包括电压分辨率（垂直分辨率）和时间
分辨率（水平分辨率）。
电压分辨率每增加 1bit，分级数增加一倍， 分级误差减小一半，动态范围扩展 6dB。 6、通道数
通道数指数字存储示波器能够同时存储的模 拟信号个数。
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第四节 数字存储示波器中的关键技术
1、高速信号采集技术 ① 比较式A/D变换器
逐次逼近比较式属于反馈比较式变换器，速率不是很 快，故高速数字存储器都采用非反馈比较式A/D变换器， 如串并行 A/D变换器、并联比较型A/D变换器等。 快速并行比较式（“闪烁”变换）A/D变换器是全并 行比较式高速变换器，它在比较式变换器中变换速率 最快，但这种变换器使用比较器较多，且分辨率每增 加一位，比较器个数便增加一倍，使分辨率的提高受 到限制。由于电路复杂，所以制造困难，价格也贵。
相结合的方法（取样技术），信号采样的关键实
现部件是A/D转换器。
对观察非周期信号和瞬态信号，实时采样方法
能更好地进行处理和分析。
3、波形的存储
把每个离散的模拟量经A/D变换后，就可以得
到相应的数字量。如果设法把这些数字量存到存
储器中，就相当于把一个模拟波形以数字量的形
式存储起来，这可利用微处理器来实现。
实验（二个整天）15学时
考试：1学时
2、考核成绩
总成绩=考试（50）+实验（20+30）
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第一章 概述
第一节 经典电子测量技术 1、测量数据处理 2、显示测量技术 3、频率测量技术 4、电压测量技术 5、信号发生技术 6、频域测量技术
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第一章 概述
第二节 现代电子测量技术 1、数字化测量技术 2、智能化测量技术 3、虚拟化测量技术 4、自动测试系统
在实际应用中，存储容量必须按照存储波形的长度、 细节要求的点数（时间分辨率）和仪器限定的时基速度进 行选择（对单次信号还取决于采样速率）。在有些情况下， 采集存储器可串联或分开使用。
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5、动态范围 动态范围指可测量的最大信号与可分辨的最
小信号之比，常用对数值dB表示。 动态范围=20log（A/D变换分级数）
表示。
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4、存储容量 存储容量又称记录长度，表示数字存储示波器
获取被测信号长度的能力。示Biblioteka Baidu器的存储容量用存 储器能够存储的最大存储字数来表示。
数字存储示波器的存储器通常采用1K、4K、甚 至2M字及以上的高速半导体存储器。除采集存储 器外，还有用于存储多个波形的低速大容量显示存 储器和保持存储器，但它们的存储容量并不表示获 取信号的能力。
现代电子测量技术
Modern Electronic Measurement Technology
电子信息工程学院 王化深
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目
录
第一章 概述 第二章 数字示波技术 第三章 数字化信号发生技术 第四章 数据域测试技术 第五章 自动测试系统
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本课教学安排
1、课程安排
课堂教学 14学时