示波器的垂直精度与垂直分辨率
示波器主要技术参数及示例

测、滚动模式、采样以及波形数据库模式
可探测信号:不大于600mv,越小越好
产品
参数
示例
示波器
类型 多通道高性能示波器 通道数 34通道 带宽(GHz) 13GHz 最大实时采样率(MS/s) 1GS/s (半通道); 500MS/s(全通道) 系统上升时间(ps) 24.5ps(10%-90%) 存储深度(M) 4M/2M 带内平坦度(dB) 优于±0.5dB 模拟通道波形捕获率(GSa/s) 每通道12.5GSa/s 输入阻抗精度 50Ω ±1%,1M Ω ±1% 输入灵敏度(mV/div) 10 mV/div - 500mV/div DC增益精度 优于读数的±2% 垂直范围 ± 5 格 垂直灵敏度(mV) 10mV 垂直分辨率(bit) 8bit 本底噪声(fs) ≤290fs 触发抖动(fs) ≤250fs 时基范围(s/div) 10 ps/div - 1000s/div 时基精度(ppm) ± 1.5ppm 触发耦合方式 AC、DC、高频/低频/噪声抑制 采样模式 平均、包络、快速采集、分段采集、高分辨率、峰值检测、滚动模式、采样以及 波形捕获率 5万幅/s 探头 通用探头/Mictor/高密探头;负载:小于1.5pf;最小可探测信号:不大于600m
数字示波器的垂直分辨率

垂直分辨率概念用数字示波器测量模拟信号第一步就是用ADC(模数转换器)把探棒接收到的模拟信号转换成数字信号,ADC数模转换芯片的分辨率直接决定了示波器垂直方向上的采样精度。
比如ADC是8位,那么垂直方向上的信号可以被切分成00000000~11111111一共2的8次方,256段。
模数转换器的垂直分辨率,就是数字示波器的垂直分辨率,代表示波器将输入电压转换为数字值的精确程度。
数字示波器所显示的垂直分别率由什么决定优先级从高到低1.前端ADC的分辨率2.显示屏分辨率:它决定了经过处理的信号,有多少可以被显示出来。
比如ADC虽然可以在垂直方向上显示256段,但是可能显示屏的分辨率垂直只有240个像素点,那么有一部分点会被合并成1个像素显示。
3.插值算法:实际的示波器,上面显示的像素点不一定都是实际采样生成的,一部分是通过插值算法计算出来的虚拟的点,好的插值算法会使插值的点与实际的点差异比较小。
垂直精度当我们用同一个示波器在不同垂直档位下测量同一信号时,得到的测量结果往往是不一样的。
比如我们测量一个2V的方波信号,在垂直档位为2V时,测出幅值可能为1.960V。
在垂直档位为500mV时,测出幅值为1.980V。
为什么会这样?因为它涉及到垂直分辨率的问题,假设当垂直档位为500mV/div时,示波器垂直方向有10格,则其垂直分辨率由ADC 的分辨率决定,即为(500mV*10)/256=19.531mV,也就是ADC不能分辨小于19.531mV的电压信号。
测量同一个信号,在垂直档位为2V/div的情况下,ADC能分辨的信号为(2000mV*10)/256=78.125mV,小于该电压值的信号是不能测量的,即数字测量仪器都是存在采集的量化误差的,ADC的位数越高,量化误差就会越小,但是它只能无限减小,并不能消除。
所以当我们在对波形进行测量时,尽量使波形占满示波器屏幕,目的就是为了提高垂直精度,使测量结果更准确。
示波器常用术语解释

示波器常用术语解释微控设计网将要销售虚拟示波器;为此,向大家向介绍关于一些示波器的常用术语的解释。
1、带宽:指的是正弦输入信号衰减到其实际幅度的70.7%时的频率值,即-3dB点(基于对数标度)。
本规范指出示波器所能准确测量的频率范围。
带宽决定示波器对信号的基本测量能力。
随着信号频率的增加,示波器对信号准确显示能力将下降。
如果没有足够的带宽,示波器将无法分辨高频变化。
幅度将出现失真,边缘将会消失,细节数具将被丢失。
如果没有足够的带宽,得到的关于信号的所有特性、响铃和振鸣等都毫无意义。
▲ 5倍准则(示波器所需带宽=被测信号的最高频率成分X 5)使用5倍准则选定的示波器的测量误差将不会超过至%,—般已足够了。
然而,随着信号频率的增加,这个经验准则已不再适用。
带宽越高,再现的信号就越准确。
2、上升时间:在数字世界中,时间的测定至关重要。
在测定数字信号时,如脉冲和阶跃波可能更需要对上升时间作性能上的考率。
示波器必需要有足够长的上升时间,才能准确的捕获快速变换的信号细节。
▲示波器上升时间=被测信号的最快上升时间+5,上升时间描述示波器的有效频率范围, 选择示波器上升时间的依据类似于带宽的选择依据。
示波器的上升时间越快,对信号的快速变换的捕获也就越准确。
3、采样速率:采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内,采样输入信号的频率。
表示为样点数每秒(S/S)。
示波器的采样速率越快,所显示的波形的分辨率和清晰度就越高,重要信息和事件丢失的概率就越小。
如果需要观测较长时间范围内的慢变信号,则最小采样率就变得较为重要。
计算采样速率的方法取决于所测量的波形类型,以及示波器所采用的信号重构方式。
为了准确的再现信号并避免混淆,奈奎斯特定理规定,信号的采样速率必需不小于其最高频率成分的两倍。
然而,这个定理的前提是基于无限长时间和连续的信号。
由于没有示波器可以提供无限时间的记录长度,而且从定义上看,低频干扰是不连续的,所以采用两倍于最高频率成分的采样速率是不够的。
示波器参数

附件1 数字存储示波器技术指标要求1、提供2个模拟通道,200MHz带宽2、2 GSa/s实时采样率3、时基范围:2ns/div-50s/div4、垂直灵敏度:1mv-10v/div5、5.6英寸QVGA(320×240),64k色TFT彩色液晶显示屏6、高达2000wfms/s波形捕获率7、支持1mV/div垂直档位8、边沿、脉宽、斜率、视频、交替触发功能9、支持上升下降沿同时触发,可观看眼图10、丰富的接口配置:标配USB Host,USB Device,RS-232,P/F Out,选配USB-GPIB附件2 任意波形函数信号发生器技术指标要求1.双通道输出,最高输出频率20 MHz,最小输出幅度为2mVpp。
2.双通道任意波特性:最大输出频率5MHz,波形长度4kpts,双通道中每个通道都可单独输出任意波。
3.可以存储和输出示波器采集的波形。
4.垂直分辨率14 bits。
5.内置频率计,频率范围100 mHz-200 MHz。
6.点阵液晶屏显示。
7.调制波形:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)、频移键控(FSK)、扫频(SWEEP)、突发(BURST)。
8.标配接口:USB Device 接口支持与电脑直接通讯;USB Host支持USB存储驱动器和系统直接升级。
9.负载匹配50Ω—10kΩ以及高阻可调。
附件3 低频函数信号发生器技术指标要求(一)、性能要求:1.由度盘调节和指示频率值。
2.由6位数字频率计指示频率值,并且该频率计能外接单独使用。
3.由3位数字电压表指示输出电压。
4.能产生正弦波、方波、三角波、正向及反向脉冲波、正向及反向锯齿波、TTL和CMOS脉冲波。
5.脉冲波的宽度入锯齿波的斜率可调。
6.有VCF功能。
7.有直流偏置功能。
8.有TTL和CMOS同步输出。
(二)、主要技术参数:1.频率范围:0.1Hz~3MHz2.方波边沿:小于100Ns3.正弦波失真;小于1%(10Hz~100KHz)4.VCF范围:1:1000直流偏置范围:0~±10V连续可调5.输出幅度:大于20Vpp6.输出阻抗:50Ω7.频率计测频范围:10Hz~10MHz8.280×255×100mm(三)、工艺要求:要求内部电路板全部采用波峰焊技术。
示波器的测量精度和准确性分析

示波器的测量精度和准确性分析示波器是一种广泛应用于电子测量和实验的仪器。
在电路设计和故障排除中,精确的测量结果对于确保电路性能和可靠性至关重要。
因此,了解示波器的测量精度和准确性是十分重要的。
一、测量精度示波器的测量精度指示波器测量结果与被测波形真实值之间的差异程度。
测量精度受到示波器本身技术特性和测量环境等因素的影响。
1. 垂直测量精度垂直测量精度是指示波器对输入信号幅值的测量精度。
它受到示波器的增益线性度、输入缓冲放大器的噪声以及示波器的垂直分辨率等因素的影响。
增益线性度指的是示波器在不同设置下的放大倍数是否准确。
如果示波器的线性度不高,测量结果将存在明显的偏差。
2. 水平测量精度水平测量精度是指示波器对时间和频率的测量精度。
它受到示波器时间基准的稳定性、水平缩放的准确性以及示波器的时间分辨率等因素的影响。
时间基准的稳定性是指示波器的时间刻度是否准确及其长期稳定性。
若时间基准不可靠,测量结果将受到很大影响。
二、准确性准确性是指示波器测量结果与被测信号真实值之间的接近程度。
示波器的准确性主要与校准有关,校准是确保示波器测量结果准确的重要手段。
1. 定期校准定期校准是示波器维持准确度的重要方法。
示波器制造商通常建议用户在使用一段时间后进行定期校准。
通过校准,可以检查和调整示波器各个测量通道的增益、偏移、时间基准以及补偿等参数,确保测量结果准确。
2. 外部标准使用外部标准是进行示波器校准的一种常见方法。
外部标准可以是已知准确度的信号源或者其他经过校准的设备,通过与示波器进行比较,确定示波器的测量偏差,并进行修正,从而提高示波器的准确性。
三、提高测量精度和准确性的方法1. 注意测量环境示波器的测量精度和准确性受到测量环境的影响。
应尽量避免电磁干扰和温度变化等因素对示波器的影响,确保测量结果的可靠性。
2. 合理选择示波器根据具体需求,在选择示波器时考虑其技术指标和功能。
对于要求较高的应用场景,需要选择具有高精度和准确性的示波器,以确保测量结果的可靠性。
示波器的垂直精度与垂直分辨率
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广州致远电子股份有限公司示波器的垂直精度与垂直分辨率 示波器的垂直世界类别内容 关键词垂直精度、垂直分辨率 摘 要 示波器的垂直精度与垂直分辨率解析修订历史目录1. 概述 (1)1.1垂直精度 (1)1.2垂直分辨率解析 (1)1.3算法提高分辨率 (1)1.3.1几个基本概念 (1)1.3.2平均算法 (2)1.3.3高分辨率算法 (3)2. 小结 (4)3. 免责声明 (5)1. 概述数字存储示波器与万用表相比,测量电压到底是谁更准确呢?当然是万用表,但是为什么大家还会经常使用示波器来进行测量呢?1.1 垂直精度提到测量问题,就会涉及到测量精度。
用数字存储示波器测量模拟波形第一步就是用ADC将连续的模拟波形信号转换成量化的数字信号,最常用的是8位ADC,也就说对于任何一个波形值都是用256个0和1来重组。
当我们用同一个示波器在不同垂直档位下测量同一信号时,一般情况下得到的测量结果是不一样的,事实上,它涉及到垂直精度的问题,假设当垂直档位为500mV/div时,示波器垂直方向有8格,则其垂直精度分别为(500mV*8)/256=15.625 mV,也就是小于15.625 mV 的电压不会准确测量出来,测量同一个信号,在垂直档位为50mV/div的情况下,即(50mV*8)/256=1.5625 mV,垂直精度就达到了1.5625 mV,小于该垂直精度的电压值是不能测量出来的,即数字测量仪器都是存在采集的量化误差的,只能说ADC的位数越高,量化误差就会越小,但它只能无限减小,并不能消除。
所以当我们在对波形进行测量时,尽量使波形占满示波器屏幕,目的就是为了提高垂直精度,使测量结果更准确。
图1.1 垂直精度示意图1.2 垂直分辨率解析我们通常用示波器的垂直分辨率来描述数字示波器中ADC的位数,即位数越高,垂直分辨率越高,该分辨率由硬件决定,一旦确定无法改变。
而示波器整个系统的有效位数(ENOB)形成的分辨率与前者不同,它可以由8位变为12位,甚至16位!示波器整个系统的有效位数(ENOB),它限制着测量系统区分和表示小信号的能力,该能力用噪声失真比(SINAD)表示,其值越大代表信号的噪声干扰越小,有效位数(ENOB)与噪声失真比(SINAD)之间的关系为:SINAD(噪声失真比,单位:dB)=6.02* ENOB(有效位数)+1.76 根据该数学关系式可知,SINAD(噪声失真比)大约每增加6 dB,ENOB(有效位数)就能增加1bit。
示波器的测量原理和准确性分析
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示波器的测量原理和准确性分析示波器是一种广泛应用于电子测量和实验室工作中的仪器,它能够显示各种电信号的波形,并通过这些波形进行电气量的测量与分析。
本文将从示波器的测量原理和准确性两个方面进行探讨。
一、示波器的测量原理示例是基于示波管的电子头技术的。
简单来说,示波器测量的原理是通过将待测信号导入示波器的输入端,经过放大和整形等处理后,送入示波管中,然后在示波管屏上显示出待测信号的波形。
示波管的内部有电子枪,通过这个电子枪可以控制在屏幕上绘制出特定的波形。
示例的测量原理主要包括以下几个重要的步骤:1. 输入信号放大:示波器的输入端接收到待测信号后,会先经过一系列的放大电路进行信号的放大,以增强待测信号的幅度,以便在示波器屏幕上更为清晰地显示出波形。
2. 信号整形:示波器会对输入信号进行整形处理,使其能够适应示波管的工作,通常会将输入信号转换为阶跃信号或者方波信号。
3. 示波管的工作:在示波管屏幕上会形成一定的扫描线,这个扫描线会按照一定的频率从左到右进行扫描,当扫描线经过输入信号的峰值时,示波管会显示出相应的波形。
4. 显示与测量:示波器屏幕上的波形可以通过调整示波器的不同参数来进行放大、缩小、平移等操作,以便更好地观察和分析待测信号的特性。
同时,示波器还可以通过测量功能进行频率、幅度、周期等量的测量。
二、示波器的准确性分析示例在测量中具有很高的准确性和精度,这是因为示波器在制造过程中采用了多种技术手段,并内置了一些校准机制,以保证测量结果的准确性。
以下是影响示波器准确性的几个关键因素:1. 带宽:示波器的带宽是指示波器能够接收和显示的最高频率信号的能力。
示波器的带宽决定了示波器对于高频信号的响应能力,而较低的带宽会导致信号波形失真或者无法显示出来。
2. 垂直分辨率:示波器的垂直分辨率表示示波器在垂直方向上能够显示的最小电压差值。
垂直分辨率较高的示波器可以更好地显示信号的微小变化,从而提高测量的准确性。
示波器的主要参数和功能介绍
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示波器的主要参数和功能介绍示波器是一种用来显示和测量电信号波形的仪器,广泛应用于电子、通信、自动化等领域。
本文将介绍示波器的主要参数和功能,帮助读者更好地了解和使用示波器。
一、示波器的主要参数1. 带宽(Bandwidth)带宽是示波器的一个重要参数,表示示波器能够准确显示的最高频率。
示波器的带宽越高,能够显示的高频信号越多。
在选择示波器时,需要根据被测信号的频率范围来确定合适的带宽。
2. 垂直灵敏度(Vertical Sensitivity)垂直灵敏度是示波器测量信号幅度的能力。
它通常以伏特每个小格来表示,即示波器在屏幕上的一个小格代表的电压值。
较高的垂直灵敏度意味着示波器可以测量较小的信号幅度。
3. 时间基准(Time Base)时间基准是示波器在水平方向上显示信号波形的参数。
它表示示波器在屏幕上的一个小格代表的时间值。
时间基准可以调节示波器的时间分辨率,使信号波形在屏幕上更加清晰可见。
4. 触发(Trigger)触发功能是示波器的一个重要功能,用于稳定显示信号波形。
通过设置触发电平和触发边沿,示波器可以在合适的时刻捕获并显示信号波形。
5. 存储和回放(Storage and Playback)存储和回放功能使示波器能够捕获并保存信号波形,供后续分析和回放。
这个功能特别适用于捕获瞬态信号或者长时间监测信号。
二、示波器的主要功能1. 显示波形示波器最基本的功能就是显示信号波形。
通过示波器,用户可以观察到信号的幅度、频率、周期、相位等特性。
2. 测量参数示波器可以精确地测量信号的幅值、频率、周期、占空比等参数。
通过调整示波器的参数设置,用户可以获取所需的测量结果。
3. 触发功能触发功能使示波器能够捕获、稳定并显示特定的信号波形。
用户可以通过设置合适的触发条件,确保波形显示的稳定性和准确性。
4. 存储和回放功能部分示波器具备存储和回放功能,可以捕获和保存信号波形,并在需要时进行回放。
这对于分析复杂的波形或者跟踪特定事件非常有用。
示波器技术要求
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示波器技术要求
1、带宽1GHz,4条模拟通道;
2、所有通道采样率不少于10GS/s;
3、所有通道存储深度不少于250M,可实现分段存储;
4、垂直分辨率不小于12bits,增强模式不小于15bits;
5、通道隔离度60dB@200MHz, 40dB@1GHz;
6、最小档位1mV/div,DC增益精度±0.5% 档位;
7、本底噪声不高于275uVrms@50mV/div ;
8、支持多种智能触发:边沿、脉宽、毛刺、窗口、欠幅、占空比、频率、上升时间等,支持触发条件级联:实时采样模式下依次满足所有条件后触发,分段采样模式下满足初始条件后每满足一次后续条件触发一次;
9、支持TriggerScan自动判断选择最优触发条件;
10、支持WaveScan智能搜索波形特征;
11、最大波形捕获率一百万次/秒;
12、最多可同时进行8组参数测量和8组函数运算;
13、配置频谱分析软件;
14、12英寸触摸屏,支持手势操作;
15、带Windows操作系统;。
示波器测量“准”与“不准”的问题

示波器测量“准”与“不准”的问题当波形捕获出来后很多工程师觉得波形占屏幕2格就可以很清晰了,没必要将波形调到铺满屏幕格子去看。
其实这是一个误区,今天我们就来看看为什幺要让波形铺满示波器屏幕的格子。
2格显示和尽量满格显示最明显的就是,波形被“拉长”了,也就是垂直档位变小了,而垂直档位的变化直接影响了垂直测量的准确性。
这其中最重要就是示波器8位ADC与垂直量测量的关系。
图1 尺子测量 就比如用1米尺子和用10厘米的尺子去量1.6cm的物件,米尺可能量出来的就是2cm,或很难去估算,而10厘米的尺子量出来的就是1.6cm。
最小单位越小测量就越精确,如米尺,直尺,千分尺…… 垂直档位的变化到底如何影响测量的准确度呢? 1、垂直分辨率对垂直测量的影响 一般数字示波器采用的都是8位ADC,对任何一个波形值都是用256个0和1来重组。
假设示波器垂直方向满量程为8格,对应量化级数256。
在垂直档位为500mV/div的情况下,垂直精度为(500mV*8)/256=15.625mV。
测量同一个信号,在垂直档位为50mV/div的情况下,即(50mV*8)/256=1.5625mV,垂直精度就达到了1.5625mV。
图2 测量精度 为了尽量使测量准确,可进行以下操作: 使测试信号幅值尽量占到屏幕6div左右。
例如一个峰峰值为7Vpp的正弦波,垂直档位应设为1V/div,而不是2V/div或5V/div。
实际上,这涉及到一个电压分辨率的问题,ZDS2024 plus示波器ADC的量化分辨率25LSB/div。
例如在1V/div电压下,电压分辨率为1V/25=40mv,而当10V/div时,电压分辨率为10V/25=400mv。
可知在1V/div下,测量值有更高的分辨率,测量值更准确。
2、实例应用 使用信号发生器产生一个峰峰值为6Vpp的正弦波信号输入ZDS2024 Plus 示波器中进行测量,捕获到波形后对波形进行峰峰值测量,如下图3和图4所示。
示波器技术指标和要求

示波器技术指标和要求带宽: 2 GHz上升时间: 180 ps输入通道数量: 4显示器: 10.4"彩色平板TFT-LCD, 800 x 600 SVGA, 触摸屏采样率(单次): 5 GS/s 5 GS/s (通道复用时10 GS/s)采样率(RIS模式): 200 GS/s标配记录长度: 12.5 Mpts/Ch (通道复用时25 Mpts)标配捕获时间:在全部4条通道上全部采样率时最长2.5 ms垂直分辨率: 8位垂直灵敏度(V/div): 2 mV/div–10 V/div (1 MΩ); 2 mV/div–1 V/div (50 Ω)垂直(DC增益)精度:±1.0%的全标(典型值); ±1.5%的全标≥ 10 mV/div (保证值)带宽限制: 20 MHz, 200 MHz最大输入电压: 50 Ω: 5 V rms1 MΩ: 最大250 V (DC + 峰值AC ≤ 10 kHz)输入耦合: AC, DC, GND (50欧姆为DC和GND)输入阻抗: 1 MΩ || 20 pF, 或50 Ω探测系统: BNC或ProBus探头:每条通道一只无源探头(标配)时基范围:实时: 200 ps/div–100 s/div, RIS: 200 ps/div - 10ns/div, 滚动模式: 最高1000 s/div)时基精度:≤ 5 ppm @ 25 °C (典型值) (≤ 10 ppm @ 5–40 °C)触发模式:正常触发, 自动触发, 单次触发, 停止触发触发前延迟: 0–100%的全标触发后延迟: 0–10,000格服务要求:报免税价,报价含所有费用(由甲方指定进口代理,4000元进口代理费含在报价中)。
质保期:三年,24小时响应及现场服务。
培训:终身免费服务,包括使用培训、技术支持、每年2次现场维护。
示波器检定规程

示波器检定规程示波器是一种用于观察电信号波形的仪器,广泛应用于电子、通信、计算机等领域。
为了保证示波器的准确性和可靠性,需要进行定期的检定。
下面是示波器检定规程的详细介绍。
一、检定前准备1.检定前应对示波器进行外观检查,确认其外观无损坏、无松动、无腐蚀等情况。
2.检定前应对示波器进行预热,使其达到稳定工作状态。
3.检定前应对示波器进行清洁,清除灰尘和污垢,以保证检定的准确性。
二、检定内容1.检定示波器的基本参数,包括频率响应、幅度响应、相位响应等。
2.检定示波器的触发性能,包括触发灵敏度、触发延迟、触发抖动等。
3.检定示波器的时间测量性能,包括时间基准稳定性、时间测量精度等。
4.检定示波器的垂直测量性能,包括垂直灵敏度、垂直线性度、垂直分辨率等。
5.检定示波器的水平测量性能,包括水平灵敏度、水平线性度、水平分辨率等。
三、检定方法1.使用标准信号源对示波器进行校准,根据标准信号源的输出值和示波器的读数进行比较,计算出示波器的误差。
2.使用标准电阻、电容等元件对示波器进行校准,根据标准元件的参数和示波器的读数进行比较,计算出示波器的误差。
3.使用标准信号源对示波器的触发性能进行检定,根据触发信号的频率、幅度和相位等参数进行比较,计算出示波器的误差。
4.使用标准信号源对示波器的时间测量性能进行检定,根据标准信号源的周期和示波器的读数进行比较,计算出示波器的误差。
5.使用标准信号源对示波器的垂直和水平测量性能进行检定,根据标准信号源的幅度和频率等参数进行比较,计算出示波器的误差。
四、检定结果处理1.根据检定结果计算出示波器的误差,判断是否符合规定的误差范围。
2.如果示波器的误差超出规定范围,应及时进行调整和修理,直到符合规定的误差范围。
3.对于检定合格的示波器,应及时进行标识和记录,以备日后参考。
示波器检定是保证示波器准确性和可靠性的重要措施,必须严格按照规程进行操作,以确保检定结果的准确性和可靠性。
示波器 参数
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示波器参数一、什么是示波器示波器(Oscilloscope)是一种用来观测和测量电信号波形的仪器。
它可以将电信号转换成可视化的波形图形,帮助工程师分析和诊断电路的性能问题。
示波器通常由显示屏、控制面板、输入输出接口等组成,具备多种参数和功能,以适应不同的测量需求。
二、示波器的参数示波器的参数是评估和比较示波器性能的重要指标,不同的参数可以反映示波器的测量能力、信号处理能力、显示能力等方面。
1. 带宽(Bandwidth)带宽是示波器最基本的参数之一,表示示波器能够准确显示的最高频率。
带宽通常以频率单位表示,如MHz或GHz。
示波器的带宽决定了它能够测量和显示的信号频率范围,带宽越高,示波器能够显示的高频信号越多。
2. 采样率(Sample Rate)采样率是示波器进行信号采样的速率,表示每秒采集的信号点数。
采样率决定了示波器对信号波形的重建精度,过低的采样率可能导致信号失真或丢失细节。
一般来说,示波器的采样率应该满足奈奎斯特采样定理,即采样率应至少是被测信号最高频率的两倍。
3. 垂直灵敏度(Vertical Sensitivity)垂直灵敏度是示波器能够测量和显示的最小电压变化。
它通常以电压单位表示,如mV、V或kV。
垂直灵敏度决定了示波器对小信号的测量能力,灵敏度越高,示波器能够显示的微弱信号越多。
4. 水平灵敏度(Horizontal Sensitivity)水平灵敏度是示波器可以显示的最小时间间隔,表示示波器能够分辨两个时间点之间的最小差异。
水平灵敏度通常以时间单位表示,如ns、μs或ms。
水平灵敏度决定了示波器对时间测量的精度,灵敏度越高,示波器能够显示更细微的时间变化。
5. 存储深度(Memory Depth)存储深度是示波器能够存储和显示的波形数据点数。
存储深度决定了示波器可以捕获和显示的波形长度,存储深度越大,示波器能够显示更长的波形,捕获更多的细节。
6. 垂直分辨率(Vertical Resolution)垂直分辨率是示波器能够显示的最小电压差异。
示波器的使用原理
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示例器的使用原理一、示波器概述示波器是一种用于显示和测量电信号的仪器,广泛应用于电子、通信、自动控制、医疗等领域。
它通过将电压信号转换为图形形式,可以方便地观察信号的波形、幅度和频率等特性。
示波器不仅能够帮助工程师调试电路,还常常用于教学和科研工作。
二、示波器的工作原理示波器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤: 1. 输入信号采样:示波器通过信号输入端接收待测信号,并对信号进行采样。
常见的采样方式有实时采样和等间隔采样两种。
2. 数字化处理:示波器将采样到的模拟信号转换为数字信号,通常使用模数转换器(ADC)完成这一过程。
数字化处理有助于后续信号处理和数据存储。
3. 存储与显示:示波器将数字化的信号数据存储在内存中,并根据用户的操作将部分或全部信号数据显示在示波器屏幕上。
示波器屏幕通常为高分辨率的液晶显示器。
4. 触发控制:示波器可以根据用户设置的触发条件对信号进行触发控制,以确保信号的稳定显示。
触发条件通常包括触发源、触发类型和触发电平等参数。
5. 信号分析:示波器可以对信号进行多种分析,包括波形测量、频谱分析、时序分析等。
这些分析功能有助于用户更全面地了解信号特性。
三、示波器的主要参数在使用示波器时,我们需要了解和注意一些主要参数,以保证测量的准确性和可靠性。
以下是常见的示波器参数: 1. 带宽:示波器的带宽限制了它能够准确显示的信号频率范围。
带宽通常以3dB带宽表示,即在该频率下,信号的幅度已经降低到原始幅度的70.7%。
2. 垂直灵敏度:垂直灵敏度指示了示波器能够测量信号的最小变化量。
示波器的垂直灵敏度通常以伏特/格(V/div)表示。
3. 水平基准:水平基准用于调整示波器屏幕上波形的位置。
水平基准通常以每格时间(s/div)表示。
4. 触发控制:示波器的触发控制参数包括触发源、触发类型和触发电平等。
合理设置这些参数可以确保波形的稳定显示。
5. 存储深度:示波器的存储深度表示示波器可以存储和显示的波形数据量。
示波器的三个参数
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示波器的三个参数示波器是电子测量仪器中常见的一种,常用于观察和分析波形信号。
在实际应用中,我们经常需要了解示波器的各种参数,以下是示波器的三个参数以及其作用和特点。
1. 带宽(Bandwidth)示波器的带宽是指其可测量的频率范围,也是一个最基本的参数。
在示波器选择时,带宽是一个非常重要的因素,因为它直接关系到观察波形是否准确。
带宽越宽,可观测的信号范围也就越大。
需要注意的是,示波器的带宽并不是越宽越好。
事实上,示波器的带宽应该选择与测量的信号同阶段的带宽。
例如,测量一个3MHz的正弦波,我们至少需要一个6MHz带宽的示波器才能保证信号的准确性。
2. 垂直灵敏度(Vertical Sensitivity)示波器的垂直灵敏度是指输入电压变化量和示波器屏幕上方波形高度之间的比例关系。
垂直灵敏度是示波器的灵敏度参数,通常以伏特每分(V/div)来表示。
例如,如果示波器的垂直灵敏度设置为1V/div,那么表示每提高1V输入电压,屏幕上显示的波形高度就会上升1个分度。
因此,垂直灵敏度可以帮助我们确定输入信号的振幅大小。
需要注意的是,垂直灵敏度与示波器的带宽有关系,一般情况下,示波器带宽越高,垂直灵敏度容易变小。
3. 水平扫描速率(Horizontal Sweep Rate)水平扫描速率是指示波器水平扫描电路每秒扫过的像素数量或者是摆动频率。
水平扫描速率的单位通常是秒每分(S/s),它决定了示波器屏幕上波形的时间分辨率。
例如,若设置水平扫描速率为1ms/div,则屏幕上每个小格即为1毫秒,可表示的时间范围就是10个小格(即10ms)。
水平扫描速率参数可以帮助我们精确地锁定信号的时间点,保证测量的准确性。
总之,示波器的带宽、垂直灵敏度和水平扫描速率是示波器最基本也是最重要的三个参数。
对于学习、使用示波器的人来说,熟悉和掌握这些参数的特点和作用,可以为需要观察和分析波形信号的工作提供更准确、更有帮助的支持。
示波器测量分辨率提升应用指南说明书
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利用多种工具方法,把示波器测量分辨率提高到 11位以上在进行高分辨率测量时,您可以把数字示波器看作一个整体系统,来改善测量结果。
在对示波器工作模式、探头性能特点、过滤技术及整个系统交互方式有了基本了解之后,您可以改善小信号细节的测量效果。
本应用指南介绍了可以增强现代数字示波器中高分辨率波形采集的某些测量和信号处理技术。
在了解了这些技术的优点和缺点后,您可以在示波器中实现最好的测量分辨率。
提升示波器测量能力应用指南1B探测图1. 为实现高分辨率,必须优化整个测量系统。
为实现高分辨率测量,应把数字示波器看作一个整体系统,而不是简单的模数转换器。
必须考虑整条信号路径,从探头尖端,直到示波器的模拟前端、采样和数字信号处理。
图1所示的每个系统单元都会影响测量分辨率,可以进行优化,以实现最佳结果。
2 w w 3利用多种工具,把示波器测量分辨率提高到11位以上探测探头选择和探头设置至关重要探头的作用似乎很明显,但为实现最优结果,必须进行折衷,特别是在进行高分辨率测量时。
示波器标配的无源探头可能并不是实现最佳分辨率的最佳解决方案。
在本应用指南中,我们将概括介绍影响高分辨率测量结果的探测考虑因素。
与探测有关的更详细的信息请参阅 www.oitek .com .cn 网站中的“电子仪器教材4:全面了解示波器探头”。
最大限度地降低衰减,使信噪比达到最大。
在高分辨率测量中,非常重要的一点是使信号幅度达到最大,同时使外部噪声达到最小。
探头选择是非常关键的第一步。
电压探头与示波器的输入阻抗构成电压分路器(如1X、10X、100X),一般会衰减输入信号。
1X 探头不会降低或衰减信号,10X 探头则会把输入降低到原始信号幅度的 1/10。
示波器通过放大信号来补偿这种衰减,遗憾的是,示波器也会放大探头和示波器增加的任何噪声。
从信噪比角度看,最优探头应该没有衰减或衰减很低。
例如,图2所示的TPP0502高阻抗无源探头提供了 500 MHz 带宽,但只有 2X 衰减。
现代示波器的原理及应用
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现代示波器的原理及应用1. 示例波器的概述现代示波器是一种用于测量和显示电信号的仪器。
它通过将电信号转换为图形来分析和观察信号的性质和特点。
示波器广泛应用于电子工程、通信、医学等领域,成为一种不可或缺的测试仪器。
2. 示波器的工作原理示波器的工作原理基于示波管的电子束扫描和电子束的偏转。
简单来说,示波器将输入的电信号转换为垂直和水平两个方向的电子束偏移,然后将这些偏移后的电子束在屏幕上显示出来,形成波形图。
通过观察波形图,我们可以分析信号的振幅、频率、相位等特性。
3. 示波器的主要特点•带宽:示波器的带宽决定了它可以显示的信号频率范围。
带宽越宽,示波器能够处理的高频信号越多。
•采样率:示波器的采样率指示了它可以对信号进行多快的采样。
高采样率可以更准确地捕捉到信号的细节。
•垂直分辨率:示波器的垂直分辨率决定了它可以显示的最小电压变化。
较高的垂直分辨率可以提供更准确的电压测量结果。
•存储深度:示波器的存储深度决定了它可以存储多少个波形点。
较大的存储深度可以记录更多的波形细节。
•触发功能:示波器的触发功能可以让用户按照特定条件来捕获信号的波形,便于分析和观察。
4. 示波器的应用领域4.1 电子工程在电子工程领域,示波器广泛应用于电路设计、调试和故障诊断。
通过示波器可以观察到电子元件和电路的各种信号波形,如时钟信号、数据信号、电源噪声等,从而分析和优化电路的性能。
4.2 通信在通信领域,示波器可用于测试各种通信设备的信号传输质量。
例如,可以使用示波器来观察传输线上的信号衰减、串扰等现象,并进行相应的调整和改进工作。
4.3 医学示波器在医学领域中的应用越来越广泛。
例如,在心电图检测中,示波器可以用于观察人体心脏电信号的波形,帮助医生分析心脏的功能和异常。
4.4 军事示波器在军事领域中也有一定的应用。
例如,在雷达系统的维护和调试中,示波器可用于观测雷达信号的波形,以判断系统是否正常工作。
5. 示波器的发展趋势随着科技的不断进步,现代示波器不断发展,并具有以下几个发展趋势:•高性能:示波器的带宽、采样率、存储深度等性能指标不断提升,以满足对高频信号和细节的需求。
示波器的垂直分辨率
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示波器的垂直分辨率垂直分辨率概念用数字示波器测量模拟信号第一步就是用ADC(模数转换器)把探棒接收到的模拟信号转换成数字信号,ADC数模转换芯片的分辨率直接决定了示波器垂直方向上的采样精度。
比如ADC是8位,那么垂直方向上的信号可以被切分成00000000~11111111一共2的8次方,256段。
模数转换器的垂直分辨率,就是数字示波器的垂直分辨率,代表示波器将输入电压转换为数字值的精确程度。
数字示波器所显示的垂直分别率由什么决定优先级从高到低1.前端ADC的分辨率2.显示屏分辨率:它决定了经过处理的信号,有多少可以被显示出来。
比如ADC虽然可以在垂直方向上显示256段,但是可能显示屏的分辨率垂直只有240个像素点,那么有一部分点会被合并成1个像素显示。
3.插值算法:实际的示波器,上面显示的像素点不一定都是实际采样生成的,一部分是通过插值算法计算出来的虚拟的点,好的插值算法会使插值的点与实际的点差异比较小。
垂直精度当我们用同一个示波器在不同垂直档位下测量同一信号时,得到的测量结果往往是不一样的。
比如我们测量一个2V的方波信号,在垂直档位为2V时,测出幅值可能为1.960V。
在垂直档位为500mV时,测出幅值为1.980V。
为什么会这样?因为它涉及到垂直分辨率的问题,假设当垂直档位为500mV/div时,示波器垂直方向有10格,则其垂直分辨率由ADC的分辨率决定,即为(500mV*10)/256=19.531mV,也就是ADC不能分辨小于19.531mV的电压信号。
测量同一个信号,在垂直档位为2V/div的情况下,ADC能分辨的信号为(2000mV*10)/256=78.125mV,小于该电压值的信号是不能测量的,即数字测量仪器都是存在采集的量化误差的,ADC的位数越高,量化误差就会越小,但是它只能无限减小,并不能消除。
所以当我们在对波形进行测量时,尽量使波形占满示波器屏幕,目的就是为了提高垂直精度,使测量结果更准确。
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示波器的垂直精度与垂直分辨率 示波器的垂直世界
类别
内容 关键词
垂直精度、垂直分辨率 摘 要 示波器的垂直精度与垂直分辨率解析
修订历史
目录
1. 概述 (1)
1.1垂直精度 (1)
1.2垂直分辨率解析 (1)
1.3算法提高分辨率 (1)
1.3.1几个基本概念 (1)
1.3.2平均算法 (2)
1.3.3高分辨率算法 (3)
2. 小结 (4)
3. 免责声明 (5)
1. 概述
数字存储示波器与万用表相比,测量电压到底是谁更准确呢?当然是万用表,但是为什么大家还会经常使用示波器来进行测量呢?
1.1 垂直精度
提到测量问题,就会涉及到测量精度。
用数字存储示波器测量模拟波形第一步就是用ADC将连续的模拟波形信号转换成量化的数字信号,最常用的是8位ADC,也就说对于任何一个波形值都是用256个0和1来重组。
当我们用同一个示波器在不同垂直档位下测量同一信号时,一般情况下得到的测量结果是不一样的,事实上,它涉及到垂直精度的问题,假设当垂直档位为500mV/div时,示波器垂直方向有8格,则其垂直精度分别为(500mV*8)/256=15.625 mV,也就是小于15.625 mV 的电压不会准确测量出来,测量同一个信号,在垂直档位为50mV/div的情况下,即(50mV*8)/256=1.5625 mV,垂直精度就达到了1.5625 mV,小于该垂直精度的电压值是不能测量出来的,即数字测量仪器都是存在采集的量化误差的,只能说ADC的位数越高,量化误差就会越小,但它只能无限减小,并不能消除。
所以当我们在对波形进行测量时,尽量使波形占满示波器屏幕,目的就是为了提高垂直精度,使测量结果更准确。
图1.1 垂直精度示意图
1.2 垂直分辨率解析
我们通常用示波器的垂直分辨率来描述数字示波器中ADC的位数,即位数越高,垂直分辨率越高,该分辨率由硬件决定,一旦确定无法改变。
而示波器整个系统的有效位数(ENOB)形成的分辨率与前者不同,它可以由8位变为12位,甚至16位!
示波器整个系统的有效位数(ENOB),它限制着测量系统区分和表示小信号的能力,该能力用噪声失真比(SINAD)表示,其值越大代表信号的噪声干扰越小,有效位数(ENOB)与噪声失真比(SINAD)之间的关系为:
SINAD(噪声失真比,单位:dB)=6.02* ENOB(有效位数)+1.76 根据该数学关系式可知,SINAD(噪声失真比)大约每增加6 dB,ENOB(有效位数)就能增加1bit。
所以提高信噪比,就能提高所谓的系统等效分辨率。
但是只要ADC位数不变,无论怎样提高所谓的分辨率归根结底都是对ADC采样后的数据进行数字信号处理,最终只能是在“软件”上提高了分辨率,并不能达到硬件上实现的性能,因为软件算法提高分辨率会产生副作用,影响采样率等关键指标,波形显示可能会发生失真现象等等。
1.3 改善等效分辨率
示波器都是如何通过改变算法来实现提高分辨率的呢?
1.3.1 几个基本概念
我们将ADC转换成的离散数字信号称为采样点,相邻采样点之间的时间称为采样时间
间隔,几个采样点可以组成一个波形点,波形点储存在捕获存储区内,波形点共同组成一条波形记录,重构显示波形。
相邻波形点之间的时间称为波形间隔。
图1.2 采样点与波形点
采样时间间隔与波形间隔可以一致,也可以不一致,由此产生出不同的捕获方式。
目前大部分的示波器对ADC采样后提高所谓的分辨率最常用的方法就是采用“平均”的做法,一般具体是通过形成平均和高分辨率的捕获方式实现的。
1.3.2 平均算法
在平均捕获方式中,可先设置一个平均次数N,之后示波器会对采集的N段波形,将它们按照触发位置对齐,对N段波形进行平均运算,最终得到一段平均后的波形。
在ZDS2022示波器中平均数可设置的范围是2~65536,系统默认设为64次。
图1.3 平均算法示意图
由图可知,它降低随机噪声的同时并没有损失带宽,进而噪声失真比就会变大,故示波器系统的分辨率就会提高,但是平均模式会经过较长的时间来响应变化的波形,以牺牲示波器的速度来换取较高的分辨率。
●由于其处理方式的特殊性,决定了它适用的波形信号只能是周期信号;
●设置的平均次数越多,分辨率越高,显示的波形越平滑,减小随机噪声,有利于对
信号进行滤波测量;
●由于一些噪声干扰,使得采集的N段波形的触发位置存在偏差,最终平均的波形
可能会产生失真现象。
图1.4 触发位置有偏差示意图
1.3.3 高分辨率算法
高分辨率捕获方式是对一段波形中的每N个点求平均,把原来的N个采样点替换成一个平均点来显示,可以有效改善系统的等效分辨率。
其本质上就是一种数字滤波。
用于求平均的采样点数N越大,分辨率提高得越多,从而显示的波形更平滑!
图1.5 高分辨率算法示意图
●该处理方法无周期信号限制,可以应用于非周期信号;
●当N越大时,等效分辨率改善越多,但会影响采样率,降低带宽,不能准确测量
高频信号,同时对示波器的测量统计功能造成影响;
●高分辨率与平均捕获模式相比,不需要多次采集,只需一次采集就可实现,实现速
度较快,非常适合对低频微小信号进行优化测量。
2. 小结
当采用平均的方式来改善分辨率时,会消除波形中的随机噪声,使显示的波形更平滑,对于一些高压信号中的小电压细节时或是对开关电源作特性分析时,高的分辨率对捕获波形是非常有利的,能准确了解被测信号的整体特征。
但是通过平均得到的高分辨率会造成较低的采样率,影响波形的带宽,不利于一些波形的参数测量。
ZDS2022示波器的ADC用的是很常用的8位,其软件算法已将系统整体分辨率提升到12位,这是很容易实现的,实际上同样是可以等效为16位的,甚至更高位数,在示波器使用过程中,应注意对通过平均和高分辨率模式的算法改善的分辨率正确地运用。
例如,在功率器件(例如MOSFET)的饱和压降的测试中,需要从400V的电压中捕获出100mV的小电压,这种情况下,高分辨率非常有必要,另外,在医疗应用中,很多信号如心电图信号或者脑电图信号,都非常接近噪声,同样需要高分辨率。
电源测试(小电压电源纹波、开关管等)、高精度传感器、高能物理、射频小信号测量、生物电信号测量、水下声纳信号测量等这些需要检测微小信号的应用中,高分辨率都是非常必要的。
3. 免责声明
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