数字存储示波器
数字存储示波器 实验报告
数字存储示波器实验报告数字存储示波器实验报告引言：数字存储示波器是现代电子测量领域中常见的一种仪器。
它通过将模拟信号转换为数字信号，并进行存储和处理，能够更准确地显示和分析电路中的信号波形。
本实验旨在通过使用数字存储示波器，对不同信号的波形进行观测和分析，并探究其在电子实验中的应用。
一、实验原理：数字存储示波器的工作原理主要包括信号采样、信号转换和信号显示三个过程。
首先，示波器通过采样装置对模拟信号进行采样，将其转换为离散的数字信号。
然后，通过模数转换器将离散的信号转换为数字信号，并将其存储在示波器的存储器中。
最后，示波器通过显示器将存储的数字信号转换为波形图形进行显示。
二、实验步骤：1. 连接电路：将待测的电路与示波器进行连接，确保信号源与示波器的输入端正确连接。
2. 设置示波器参数：根据待测信号的特点，设置示波器的采样频率、触发方式和时间基准等参数。
3. 开始测量：打开示波器电源，观察显示屏上的波形图形，并对波形进行分析和测量。
4. 调整参数：根据需要，调整示波器的参数，如水平和垂直灵敏度、触发电平等，以获得更清晰和准确的波形图形。
5. 结束实验：关闭示波器电源，断开电路连接，整理实验器材。
三、实验结果：通过实验，我们得到了多个不同信号的波形图形，并进行了分析和测量。
以下是实验中得到的一些典型结果：1. 正弦波信号：我们首先对一个正弦波信号进行观测。
通过示波器的显示，我们可以清晰地看到波形的周期、幅度和相位等特征。
通过测量，我们还可以得到波形的频率和峰峰值等具体数值。
2. 方波信号：接下来，我们对一个方波信号进行观测。
方波信号具有明显的上升沿和下降沿，通过示波器的显示，我们可以观察到方波的占空比和频率等信息。
同时，我们还可以通过示波器的测量功能，得到方波的上升时间和下降时间等参数。
3. 脉冲信号：最后，我们对一个脉冲信号进行观测。
脉冲信号具有较短的脉宽和较高的幅度，通过示波器的显示，我们可以观察到脉冲信号的上升时间、下降时间和脉宽等特征。
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。
数字存储示波器实验报告
数字存储示波器实验报告实验目的：1. 学习数字存储示波器的基本原理和使用方法。
2. 掌握数字存储示波器测量和显示波形的方法。
3. 理解数字存储示波器与模拟示波器的区别。
实验原理：数字存储示波器可以将模拟信号转换为数字信号，并通过数字方式存储和显示波形。
数字存储示波器使用的是采样信号方式，即每隔一段时间采集一次波形信号，将其转换成数字信号后保存在存储器中。
用户可以通过控制数字存储示波器的触发条件，来实现对特定波形的捕获和显示。
数字存储示波器与模拟示波器相比，具有很多优点。
例如，数字存储示波器可以使用自动测量功能，快速测量各种参数（如频率、周期、峰值等），并提供精确的数值结果。
数字存储示波器还可以捕获稀疏信号和故障信号，以及存储和重放波形，方便分析和调试。
实验步骤:1.将数字存储示波器接通电源，并将信号源与示波器连接。
调整信号源输出电压，并选择示波器的输入通道和延时/触发模式。
2.触发示波器并捕获波形。
通过控制示波器的触发条件和触发电平，调整示波器的采样时间和位置，以捕获特定波形的全部信息。
在捕获到波形后，用户可以对其进行保存和重放，也可以对波形进行缩放和移动，以便于更好地观察和分析。
3.测量波形的主要参数。
示波器可以通过内置的自动测量功能，对波形的主要参数（如峰-峰值、频率、周期、占空比等）进行快速测量。
用户还可以手动测量波形的特定参数，获得更加准确和具体的结果。
实验结果:通过本次实验，我们学会了数字存储示波器的基本原理和使用方法，并掌握了数字存储示波器测量和显示波形的方法。
我们还理解了数字存储示波器与模拟示波器的区别，并比较了它们的优缺点。
同时，通过实验数据的处理和分析，我们得到了电路波形的主要参数，并可以据此对电路性能进行分析和优化。
这对我们日后的电路设计和调试都非常有帮助。
数字示波器的使用方法
数字存储示波器数字存储示波器是以数字编码的形式来储存、处理信号的。
被测信号进入数字示波器，到达显示电路之前，数字示波器将按一定的时间间隔对信号电压进行采样，然后经ADC电路对这些瞬时值或采样值进行变换，产生代表每一个采样电压的二进制数码，并将获得的二进制数码储存在存储器中，再经处理后，由DAC电路将二进制数码转换成电压，送入显示电路显示出波形来。
数字存储示波器的特点：（1）可以长期储存多组波形；（2）波形信息可以进行数字化处理，如数字运算处理等；（3）可以用新采集的波形和以前采集的波形进行对比；（4）方便连接计算机、打印机、绘图仪等设备。
数字存储示波器在研究低重复率的现象或者完全不重复的现象时具有特别宝贵的价值。
如测量一个电系统的冲击电流、破坏性试验中只能进行一次的测量等场合。
数字存储示波器由于可以对波形进行数字化处理，因此在采集分析波形细节方面是首屈一指的。
数字存储示波器具有波形触发、采集、存储、显示、波形数据分析处理等独特优点，在使用上也有和模拟示波器很大不同的特点。
下面介绍一款国产具有一流水平的数字存储示波器。
（一）外形图图1-19 宽带数字存储示波器（二）主要性能及指标：1．垂直系统通道： CH1,CH2输入耦合： AC, DC, GND频带宽度： DC～500MHz/50Ω阻抗带宽限制：约30MHz（-3dB）上升时间： 50Ω：0.7ns, 1MΩ:1.2nS偏转系统： 50Ω:2mV/div～0.5V/div, 1-2-5进制±3% 1MΩ:2mV/div～5V/div, 1-2-5进制±3%(2mV/div ±5%)垂直分辨率： 8bits ADC输入阻抗： 1MΩ//12pF或50Ω可选工作方式： CH1,CH2,C H1±CH2,CH1³CH2,CH1÷CH22．水平系统实时采样:500MSa/s/CH 等效采样50GSa/s水平方式：主扫描，主扫描加延迟扩展扫描，滚动、扫描，X-Y主扫描时基范围： 50s/div～1ns/div 1-2-5步进延迟扩展扫描时基： 20ms/div～1ns/div 1-2-5步进时间分辨率： 20psX-Y特性： X频带宽度：DC～125MHz -3dB相位差：≤3° 在5MHz时参考点位置：可以设定在显示屏的左边，中心或右边延迟范围：正延迟（三）面板介绍图1－20 数字示波器面板示意图面板操作旋钮及按键分为以下几个部分：运行控制键、常用菜单键、垂直系统、水平系统以及触发系统。
数字存储示波器 实验报告
数字存储示波器实验报告数字存储示波器实验报告引言：示波器是电子工程师和科学家们在实验室中经常使用的一种仪器，用于观察和测量电信号的波形。
传统的示波器采用模拟技术，但随着数字技术的发展，数字存储示波器逐渐取代了传统示波器的地位。
本实验报告将介绍数字存储示波器的原理、特点以及在实验中的应用。
一、数字存储示波器的原理数字存储示波器是通过将输入信号转换为数字信号进行处理和存储，然后再将数字信号转换为模拟信号输出，从而实现对波形的观察和测量。
其基本原理如下：1. 采样：数字存储示波器通过采样电路对输入信号进行采样，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样频率越高，采样精度越高，可以更准确地还原原始信号的波形。
2. 数字化：采样后的信号经过模数转换器（ADC）转换为数字信号。
模数转换器将每个采样点的电压值转换为相应的数字代码，以便后续的数字处理和存储。
3. 存储：数字存储示波器使用内部存储器或外部存储介质（如硬盘、闪存等）对采样后的数字信号进行存储。
存储器的容量决定了示波器可以存储的波形长度。
4. 数字处理：存储的数字信号可以进行多种数字信号处理操作，例如平均、峰值检测、FFT变换等。
这些处理操作可以提取出信号的特征，帮助工程师进行更深入的分析和测量。
5. 数字到模拟转换：经过数字处理后，数字信号再通过数模转换器（DAC）转换为模拟信号，输出到示波器的显示屏上。
通过示波器的控制面板，用户可以观察和测量信号的波形、幅值、频率等参数。
二、数字存储示波器的特点与传统示波器相比，数字存储示波器具有以下特点：1. 高精度：数字存储示波器采用数字信号处理，可以实现更高的采样精度和分辨率，对细微的信号变化更敏感。
2. 大容量存储：数字存储示波器内置存储器容量较大，可以存储更长时间的波形数据。
这对于长时间的信号观察和分析非常有用。
3. 方便回放：数字存储示波器可以将存储的波形数据进行回放，以便工程师反复观察和分析。
这对于捕捉瞬态信号、故障诊断等应用非常重要。
数字存储示波器工作原理 示波器工作原理
数字存储示波器工作原理示波器工作原理数字存储示波器是2023年泰克公司针对中国市场推出的具备更多功能和更多性能的入门机型，截止2023年6月，TDS数字存储示波器系列凭借其在数字实时采样方面的性能表现，加上所具备的多样的分析功能和简洁直观的操作获得"全球zui受欢迎的示波器"称号，更累积销量达到15万台。
数字存储示波器定义数字存储示波器（Digital Storage oscilloscopes—DSO），所谓数字存储就是在示波器中以数字编码的形式来储存信号。
一般具有以下数字存储示波器特点：1.可以显示大量的预触发信息2.可以通过使用光标和不使用光标的方法进行全自动测量3.可以长期存储波形4.可以将波形传送到计算机进行储存或供进一步的分析之用5.可以在打印机或绘图仪上制作硬考贝以供编制文件之用6.可以把新采集的波形和操作人员手工或示波器全自动采集的参考波形进行比较7.可以按通过/不通过的原则进行判定8.波形信息可以用数学方法进行处理数字存储示波器工作原理数字存储示波器有别于一般的模拟示波器，它是将采集到的模拟电压信号转换为数字信号，由内部微机进行分析、处理、存储、显示或打印等操作。
这类示波器通常具有程控和遥控本领，通过GPIB接口还可将数据传输到计算机等外部设备进行分析处理。
其工作过程一般分为存储和显示两个阶段，在存储阶段，首先对被测模拟信号进行采样和量化，经A/D转换器转换成数字信号后，依次存入RAM中，当采样频率充分高时，就可以实现信号的不失真存储。
当需要察看这些信息时，只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM中按原次序取出，经D/A转换和LPE滤波后送至示波器就可以察看的还原后的波形。
一般模拟示波器 CRT 上的 P31 荧光物质的余辉时间小于 1ms。
在有些情况下，使用 P7 荧光物质的 CRT 能给出大约 300ms 的余辉时间。
只要有信号照射荧光物质，CRT 就将不断显示信号波形。
数字存储示波器调节方法
数字存储示波器调节方法数字存储示波器（DSO）作为一种重要的电子测量仪器，广泛应用于电子设计、调试和维修中。
DSO具有信号采集、存储、显示和分析等功能，可替代传统的模拟示波器，并更好地满足了现代电子测试的需要。
为了正确地使用DSO，以下将介绍数字存储示波器的调节方法。
首先，使用DSO之前，我们需要了解DSO的基本操作。
DSO通常包含一个屏幕、扫描控制和触发器。
屏幕用于显示波形，扫描控制用于调节水平和垂直显示范围，而触发器用于控制波形的稳定性。
在使用DSO时，我们需要调节水平显示范围，以使输入信号适应屏幕。
通常，DSO提供水平刻度和时间刻度两种调节方式。
我们可以通过旋转水平刻度旋钮或调节时间刻度进行水平调节。
当输入信号的周期较大时，我们可以缩小时间刻度；当输入信号的周期较小时，我们可以增大时间刻度。
适当的水平调节可以使波形在屏幕上得以完整显示，便于观察和分析。
另外，在调节垂直显示范围时，我们需要确保输入信号的幅度在合理的范围内。
DSO通常提供垂直刻度和电压刻度两种调节方式。
我们可以通过旋转垂直刻度旋钮或调节电压刻度进行垂直调节。
当输入信号的幅度较大时，我们可以增大电压刻度；当输入信号的幅度较小时，我们可以缩小电压刻度。
合理的垂直调节可以使波形在屏幕上显示得更清晰，便于我们观察和分析波形的细节。
此外，DSO还提供了触发器功能，用于控制波形的稳定性。
触发器可以确保波形在屏幕上的显示是稳定和可重复的。
在使用DSO时，我们可以通过调节触发电平、触发边沿和触发源来设置适合的触发条件。
适当的触发设置可以确保波形的稳定显示，方便我们对信号进行分析和诊断。
最后，为了提高测量精度和可信度，我们还可以使用DSO提供的一些高级功能。
例如，我们可以使用自动测量功能来自动测量信号的幅度、频率和周期等参数；我们可以使用存储功能将感兴趣的波形保存在DSO内存中，并随时查看和分析；我们还可以使用光标功能来测量波形的各种参数，如上升时间、下降时间和占空比等。
数字存储示波器的基本原理
数字存储示波器的基本原理数字存储示波器是一种电子测试仪器，它用于测量电信号的电压随时间变化的情况。
与模拟示波器相比，数字示波器具有更高的分辨率，更高的测量精度和更广的测量范围。
数字存储示波器的基本原理是将输入信号转换为数字信号进行处理和显示。
它包括三个主要组成部分：输入部分，信号处理部分和显示部分。
输入部分输入部分是数字存储示波器的首要部分，它包括测量输入信号的通道和信号采样系统。
通道的作用是测量输入信号并将其转换为电压信号，传输到信号采样系统进行数字化处理。
数字存储示波器通常具有多个通道以便于同时测量不同的信号。
信号采样系统的作用是将输入信号转换为数字信号进行处理。
数字存储示波器采用模拟-数字转换器（ADC）将输入信号转换为数字信号，然后将其存储在内存中，以便后续处理和显示。
信号处理部分信号处理部分的作用是对采集到的信号进行处理以提取有用的信息。
它通常包括信号预处理、信号分析和信号处理。
信号预处理的作用是对输入信号进行滤波和放大以提高信噪比并增强信号。
数字存储示波器通常具有多种滤波器，可根据不同的应用需求进行选择。
信号分析的作用是对输入信号进行分析以检测信号的特征。
数字存储示波器通常配有多种分析工具，如频谱分析、升降沿时间、周期计数和电压幅度测量等等。
信号处理的作用是对输入信号进行数字处理以产生有用的结果。
数字存储示波器通常具有多种处理算法，如傅里叶变换、微分和积分等等。
显示部分显示部分的作用是将处理后的信号显示在屏幕上以供用户观察和记录。
数字存储示波器通常具有高分辨率的液晶显示器，可以轻松地显示曲线图形、数据表格、统计图表和波形储存等等。
总之，数字存储示波器是一种基于数字信号处理技术的高精度测量仪器。
它具有广泛的用途，在电子工程、通信工程、计算机工程等领域都有应用。
物理实验数字示波器
实验13 数字存储示波器实验目的1．了解示波器的基本工作原理和结构；2．学习示波器的基本使用方法；3．学习使用示波器测量正弦波信号的电压和周期；4．学习使用示波器观察李萨如图形。
实验仪器GDS2062数字存储示波器、F05A型数字信号发生器等实验原理1．数字存储示波器的基本原理数字存储示波器（简称数字示波器）与模拟示波器的结构完全不同，它是以微处理器系统（CPU）为核心，再配以数据采集系统、显示系统、时基电路、面板控制电路、存储器及外接控制器等组成。
其简单工作原理见图。
输入的模拟信号首先经垂直增益电路进行放大或衰减变成适于数据采集的模拟信号,随后的数据采集是将连续的模拟信号通过取样保持电路离散化,经A/D变换器变成二进制数码,再将其存入存储器中,采集是在时基电路的控制下进行的,采集的速率可通过“秒/格”旋钮来控制。
采集到的是一串数据流(二进制编码信息),在CPU的控制下依次写入随机存储器中,这些数据就是数字化的波形数据,CPU再不断地将这些数据以定速依次读出,通过显示电路将其还原成连续的模拟信号,使其在显示器上显示出来,屏幕在显示波形的同时,还通过微处理器对采集到的波形数据进行各种运算和分析,并将结果在显示器的适当位置上数字显示出来。
面板上的按钮和旋钮的功能设置都可直接在显示器上数字显示,数字示波器还有RS-232、GPIB等标准通信接口,可根据需要将波形数据送到计算机作更进一步的处理或送打印机打印记录。
2．GDS2062数字存储示波器基本操作图13-1 数字示波器的工作原理图A区：功能控制打开示波器后面的电源开关，按ON/键，示波器通电自检，按AUTOSET 键，示波器自动显示合适的波形。
（1）垂直控制区的操作 通道选择：按下CH1，黄色指示灯亮，示波器显示黄色线为CH1通道信号，按“AUTOSET ”键，示波器自动显示合适的波形。
同样按下CH2，蓝色指示灯亮，示波器显示蓝色线为CH2通道信号。
数字存储示波器的工作原理
数字存储示波器的工作原理
数字存储示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器。
它的工作原理基于将输入信号转换为数字形式进行存储和处理。
首先，输入信号进入示波器的输入通道。
输入通道通常包括电压放大器和模数转换器。
电压放大器用于放大输入信号的幅度，以适应示波器的输入范围。
模数转换器将模拟输入信号转换为数字形式，即将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
一旦信号被转换为数字形式，它将被存储在示波器的内存中。
示波器的内存由多个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个数字样本。
这些样本按照时间顺序存储，以便后续的显示和分析。
在存储过程中，示波器通常会使用触发功能来确定存储的起点。
触发功能让示波器在满足特定触发条件时进行存储，以确保准确地捕捉到有关信号的相关信息。
一旦信号被存储在示波器中，它可以被显示在示波器的屏幕上。
示波器使用数字到模拟转换器将存储的数字信号转换为模拟信号，以便能够在屏幕上以波形的形式显示出来。
这样，用户可以直观地观察信号的形态，如幅度、频率、相位等。
此外，数字存储示波器还提供了丰富的测量和分析功能。
用户可以利用这些功能来测量信号的各种参数，如峰值、峰峰值、周期、占空比等。
数字存储示波器还可以进行数学运算、频谱分析、存储和回放等操作，以满足不同应用领域的需求。
总之，数字存储示波器通过将输入信号转换为数字形式进行存储和处理，实现了对电信号波形的可视化观察和精确测量。
它的工作原理基于电信号的采样、存储和显示，以及提供各种测量和分析功能，为电子工程师和科研人员提供了强大的工具。
数字存储示波器的组成部分
数字存储示波器的组成部分数字存储示波器，简称DSO，指使用数字存储技术来获取和处理信号，并将其转换为数字信号进行存储，再通过触发和控制回放等方式进行操作和分析的电子测量设备。
它的主要组成部分包括以下几个方面：1. 信号输入数字存储示波器的输入是信号源，一般来说它是通过BNC等接口与示波器连接。
信号输入将采集的模拟信号转换为数字信号，这也是数字存储示波器的根本过程。
在实际的使用中，数字存储示波器的信号输入可以根据需要接入不同的信号源。
例如，可以接入由功率放大器输出的高频信号，或者接入由微控制器输出的低速控制信号等。
值得注意的是，数字存储示波器的信号输入也会对数字信号采样的精度、采样率等要求提出一定的要求。
2. 模拟部分数字存储示波器的模拟部分主要由放大电路、滤波器、信号采样器、ADC和基准电源等组成。
放大电路可以扩大输入信号源的阻抗并减小信号源的阻抗，以达到相应的增益目的，从而同时提高输入信号源与测量仪之间的信号传输质量。
滤波器可以对输入信号进行滤波处理，以去除不必要的信号噪声，碎片以及无序的信号数据等。
信号采样器则可以对信号采样进行指令控制，并将采集到的信号数据传递给ADC进行进一步的处理。
ADC，全称为模数转换器。
其作用是将输入信号（模拟信号）转换成数字信号，再输出至后端进行进一步处理。
基准电源则是为其他电路提供常数电流或电压稳定的电源。
模拟部分主要是对模拟信号的处理，通过这些处理可以将模拟信号的一些特征进行提取，在数字化处理中更好的展现出来。
3. 数字部分数字部分主要由微处理器、处理器、存储器、显示器组成。
微处理器是数字存储示波器的核心组成部分，绝大多数数字存储示波器都需要使用它进行数字信号处理和其他控制操作。
处理器可以对数据进行处理、计算和分析等功能，以更好地实现信号处理、数据分析等操作。
存储器存储数字信号波形数据（采样数据），以及相关参数和配置等信息。
显示器用于将采集到的波形图形进行直观的展示。
数字存储示波器工作原理
数字存储示波器工作原理
数字存储示波器是一种电子测量仪器，用于观测和分析电信号的波形。
它的工作原理可分为三个主要部分：输入信号采样、信号转换与存储、波形显示。
输入信号采样：数字存储示波器通过探头将待测信号引入仪器内部。
信号首先经过一个模拟开关，使得信号可以以高速模拟的方式进入示波器的内部电路。
然后信号经过一系列预处理电路，如放大、滤波等，以适应后续的数字处理需求。
信号转换与存储：经过预处理后，信号被转换成数字形式。
示波器内部包含一种称为模数转换器的芯片，它将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换器以一定的速率对输入信号进行采样，并将每个采样点的电压值转换为对应的数字值，通常采用二进制表示。
转换后的数字信号被存储在示波器的内存中。
示波器通常具有一定的存储容量，可以存储多个波形周期的信号数据。
存储器的速度和容量决定了示波器能持续采集和存储的信号时间长度。
波形显示：一旦信号采样和存储完成，示波器就可以根据需求将存储的数据进行处理和显示。
示波器内部有一个显示器，可以将数字信号转换为可见的波形。
示波器通过将数字信号转换为模拟信号，然后通过屏幕进行显示，以呈现出信号的波形特征。
数字存储示波器的工作原理基于模数转换技术和数字处理能力，
相比传统的模拟示波器，它具有更高的测量精度、灵活的信号处理功能和便捷的数据存储与读取能力。
这使得数字存储示波器成为现代电子测量领域中不可或缺的重要工具。
数字存储示波器实验报告
数字存储示波器实验报告数字存储示波器实验报告引言：示波器是电子工程师和科学家在测量和分析电信号时不可或缺的工具。
传统的示波器使用模拟技术，但随着技术的发展，数字存储示波器逐渐取代了传统示波器的地位。
数字存储示波器通过将信号转换为数字形式进行处理和存储，具有更高的精确度和更多的功能。
本实验旨在探究数字存储示波器的原理和应用。
一、实验目的本实验旨在：1.了解数字存储示波器的原理和工作方式；2.掌握数字存储示波器的基本操作方法；3.熟悉数字存储示波器的应用场景。
二、实验原理数字存储示波器是通过将输入信号转换为数字形式进行处理和存储的。
它由输入部分、采样部分、数字处理部分和显示部分组成。
1.输入部分输入部分负责接收待测信号，并将其转换为电压形式。
通常使用探头将待测信号与示波器连接，探头会将信号转换为与示波器输入电路兼容的电压信号。
2.采样部分采样部分负责对输入信号进行采样。
数字存储示波器通过采样率来确定每秒采样的次数。
采样率越高，示波器对信号的还原能力越好。
3.数字处理部分数字处理部分负责将模拟信号转换为数字信号，并进行处理和存储。
它包括模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）。
ADC将模拟信号转换为数字信号，DSP对数字信号进行处理和存储。
4.显示部分显示部分负责将处理后的数字信号转换为可视化的波形图。
数字存储示波器通常使用液晶显示屏或计算机显示屏来显示波形图。
三、实验步骤1.连接示波器和待测信号：将示波器的探头连接到待测信号源上，确保连接正确且稳定。
2.设置示波器参数：打开示波器，并根据需要设置采样率、时间基准、触发模式等参数。
这些参数将影响示波器对信号的采样和显示。
3.观察波形图：示波器将采样和处理后的信号转换为波形图显示在屏幕上。
通过观察波形图，可以分析信号的频率、振幅、相位等特征。
4.测量信号参数：示波器可以提供多种测量功能，如测量频率、周期、峰峰值、有效值等。
根据需要选择相应的测量功能，并进行测量。
数字存储示波器安全操作及保养规程
数字存储示波器安全操作及保养规程前言数字存储示波器是现代电子技术中必不可少的一种仪器，其具有信号处理、数字存储、分析和显示等功能，能够方便地帮助工程师快速、准确地测量和分析各种信号。
然而，数字存储示波器在使用时也存在一些风险，如果不正确使用或保养，可能会导致仪器损坏或者安全问题，因此，为了保证数字存储示波器的安全使用，本文介绍了相关的操作与保养规程。
安全操作规程数字存储示波器在操作时需要注意以下事项：1.仪器接地：在使用数字存储示波器之前，必须进行正确的地线接地，以避免因为电源故障等问题而产生触电危险。
2.电源选择和插拔：在使用数字存储示波器之前，必须使用符合规定的电源，以避免电源电压过高或过低造成的电气故障。
同时，在插拔电源时，应该先切断电源开关，避免危险发生。
3.设备接线：在连接被测电路时，必须注意仪器的最大输入电压和频率范围，防止因为输入信号过高或频率过高而损坏仪器。
4.设备放置：在使用数字存储示波器时，应该放置在平整、干燥、通风且温度适宜的地方，避免因为湿度过高或温度过低而导致仪器损坏。
5.正确操作：在操作数字存储示波器时，需要仔细了解仪器的操作规程和说明书，确保正确使用。
保养规程数字存储示波器在工作中需要保养，以保持仪器的精度和可靠性，同时延长使用寿命，在保养时需要注意以下事项：1.清洁：在使用数字存储示波器时，应该定期清洁机身和屏幕，并注意防止进入水和灰尘。
2.检查：在使用数字存储示波器时，应该定期检查设备是否有松动或损坏的零部件，并进行维修或替换。
3.防尘：在使用数字存储示波器之前，应该注意防尘措施，避免在使用过程中产生的灰尘，防止电子元件被灰尘损坏。
4.防潮：数字存储示波器在使用过程中，应该注意防潮措施，避免湿度过高而导致仪器受潮，损坏电子元件。
5.安全保护：在不用数字存储示波器时，应该避免直接晒在阳光下，并应该定期进行检修，保障其正常使用。
总结数字存储示波器作为一种常见的测试仪器，在实际操作中需要遵守一定的规程和注意事项，才能够保证安全和有效的使用。
数字存储示波器(DSO)的原理
数字存储示波器（DSO）的原理什么是数字存储示波器？数字存储示波器是一种电子测试设备，它们用来测量不同信号的电压，频率，时间周期。
它们能够捕捉和存储观察到的波形，然后在计算机上进行分析以确定电路中的问题。
数字存储示波器也被称为数字示波器或计算机示波器。
数字存储示波器的工作原理数字存储示波器是数字和模拟技术的结合体。
它通过将输入的信号进行采样并将其转换为数字信号来确保精确度。
这个数字信号是经过时间基准以及放大和叠加处理的信号，然后被保存在矩阵中。
这个矩阵是由内存芯片组成的，存储了多个采样周期的信息。
这些数据通过处理单元进行处理，以实现滤波和快速傅里叶变换，最终在计算机上显示出波形。
一般数字存储示波器采用两种不同的采样方式：实时采样（Real-time Sampling）和等效采样（Equivalent Sampling）。
实时采样实时采样是一种捕获连续波形的方法。
示波器能够捕获一定时间内的实时波形，这个时间取决于示波器的带宽。
示波器先将信号输入一个模数转换器（ADC）转换为数字信号，这个数字信号被保存在内存中。
示波器能够记录每个数字信号，并快速通过电脑将这些数字信号转换为波形。
该技术能够捕获低频波形，也能够以更高的速度捕获高频波形。
等效采样等效采样的主要目的是捕获观察到的信号及其细节。
示波器只会在输入信号的上升和下降边缘上进行采样，这个采样速率与示波器的带宽无关。
该技术也可称为工作于等效时基下（equivalent-time base）的示波器。
数字存储示波器的优点数字存储示波器相对于模拟示波器具有如下优点：•数字示波器能够准确地捕捉到瞬态信号，因为它们以数字形式的形式存储它们。
•数字示波器可以存储大量的数据，并使用计算机处理这些数据以获得更好的分析结果。
•数字示波器的操作更加方便，菜单式用户界面是数字存储示波器界的标准，使操作更加方便。
数字存储示波器的应用数字存储示波器是一种多功能测试仪器，可用于多种应用，包括电气和电子测试、医学诊断、声学资源管理以及音视频生产等。
PPT课件-5.6 数字示波器
第5章 波形测试技术 §5.6 数字示波器
11、延迟调节（Delay） • 延迟调节的目的是改变触发参考点的位置，以便观察触发前或
触发后的波形情况，负的延迟值表示触发前的时间，正的延迟 值表示触发后的时间。 12、单次捕捉（Single） • 单次捕捉实际上只是其中的一个采集周期对信号进行取样的结 果，因此，所得到的样品点之间的间隔等于采样频率的倒数， 在最高采样速率为40MSa/s时，样点间隔为25ns。
• 水平分辨率由取样速率和存储器容量决定，常以荧光屏每格含多 少个取样点或用百分数来表示。
例如，若为10位编码，则有210＝（1024）个单元，将水平扫描长度 调至10.24div，则分辨率为100Sa/div（=1024/10.24）。
9
第5章 波形测试技术 §5.6 数字示波器
5测试技术 §5.6 数字示波器
2、取样速率
• 取样速率是指单位时间内取样的次数，也称数字化速率，用每秒
完成的A/D变换的最高次数来衡量，常以频率fs来表示，单位为
MSa/s或GSa/s（千兆次每秒）。
fS
s
N
div
fs——实时取样速率，单位为取样点/秒（Sa/s）；
N——每格的取样点数； s/div——时基因数。
储器只能存一个波形，如果存储一个波形到已有内容的存储器中 ，存储器中原来的内容将被覆盖。波形存储器是非易失性存储器 ，即关机后，存储内容不会丢失。 • 像素存储器是为存储复杂波形而设的，它是在显示RAM中开辟 的一个空间，这个RAM空间中的每个比特（每1位）都对应着显 示屏上波形区域的一个像素点，利用像素存储器可以把在无限长 余辉方式下波形的变化积累（多值的）结果存储起来，也可以利 用“Add to Memory”键把每次测量的波形累加写入像素存储器 中。像素存储器中的内容，关机后将消失。
数字示波器
三、 写地址计数器
写地址计数器用来产生写地址信号，它由二进制计数器组成， 写地址计数器用来产生写地址信号，它由二进制计数器组成，计数器的位数 由存储长度来决定。写地址计数器的计数频率应该与控制A/D转换器的取样时钟 由存储长度来决定。写地址计数器的计数频率应该与控制 转换器的取样时钟 的频率相同。写地址计数器原理图如图示。 的频率相同。写地址计数器原理图如图示。
8.1 概述 8.2 数字存储示波器的原理分析 8.3 数字存储示波器的设计
8.1 概述
8.1.1 数字存储示波器的组成原理 典型的数字存储示波器原理框图如图所示
8.1.2
数字存储示波器的主要技术指标
1． 最大取样速率 fmax
定义：单位时间内完成的完整 A／D 转换的最高次数。 最大取样速率主要由 A／D转换器的最高转换速率来决定。 最大取样速 率愈高，仪器捕捉信号的能力愈强。 数字存储示波器在某个测量时刻的实际取样速率可根据示波器当时设定 的扫描时间因数（t/div）推算。其推算公式为
8.2.1 实时取样方式的采集原理
取样与A/D转换 一、 取样与 转换 １、取样
取样即连续波形的离 散化，其方法可用右图说 明。把模拟波形送到加有 反偏的取样门的a点，在c 点加入等间隔取样脉冲， 则对应时间 tn(n＝1，2， 3，…) 取样脉冲打开取样 门的瞬间，在b点就得到 相应的模拟量an(n＝1，2， 3，…)，这个模拟量an 就 是取样后得到的离散化的 模拟量。
4． 存储容量
存储容量又称记录长度，用记录一帧波形数据占有的存储容量来表示， 常以字（word）为单位。存储容量与水平分辨率在数值上互为倒数关系。 数字存储器的存储容量通常采用 256B，512B，1KB，4KB 等。存储容 量愈大，水平分辨率就愈高。但存储容量并非越大越好，由于仪器最高取样 速率的限制，若存储容量选取不恰当，往往会因时间窗口缩短而失去信号的 重要成分，或者因时间窗口增大而使水平分辨率降低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2013年8月20日8时20分
25
如果采样时钟频率比信号频率低，将出现假象（Aliasing） 信号或者不正确频率的幻影信号。 假象信号频率和原来输入信号的频率完全不同。然而， 却可能表示出正确的波形形状，且往往还具有正确的幅度。
2013年8月20日8时20分
触发点
2013年8月20日8时20分
增加垂直分辨率：技术实现难度；造价问题
读出和显示过程
地 址 A0 A1 数据 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8
读出 数字量
A2 A3 A4 A5 A6
A7 A8 A9 A10 A11
X通道 扫描 信号
D9 D10
D11
第三章
示波测试和测量技术－专题之一
如何合理选择示波器 ？
2013年8月20日8时20分
1
1. 根据被测信号频率选择示波器带宽
示波器首要技术指标－带宽 • 示波器的带宽是示波器垂直放大器的频率响应， • 定义为：信号幅度下降3dB.在此频点为示波器的带宽
例：100M带宽示波器输入100M 1V正弦波观察到的将是100M 0.707V • 对于非正弦波的波形，必须考虑其谐波。 • 请谨记住5倍带宽法则
2013年8月20日8时20分
2
（1）示波器带宽不足导致波形失真
非正弦波是由基波加无数奇次谐波所构成。包含的谐波越 多，波形越近似方波。所以方波的质量根据包含的谐波次数， 其近似程度有所不同。
幅度衰减
波形失真
例：100MHz方波是由3次、5次、7次…………….合成，3次 谐波频率为300MHz、5次谐波频率为500MHz…………..
荧光屏 显示
数字储存示波器与模拟示波器比较
• ART采用传统电路技术在CRT上显示波形。
• DSO是把模拟信号转换为数字形式，才能显示或存储。
• ART的波形显示时间暂短的，当输入信号消失，波形也消失。只用来 观察周期性的重复信号。 • DSO波形可以保留在屏幕上，可进行分析。不但可以显示重复波形和 对低频信号做到无闪烁的清晰显示。并有捕获显示单次信号的能力。
2013年8月20日8时20分
2、必须能稳定触发
30
C. 等效时间采样－随机采样
随机采样原理：
在每次触发事件到来时，延迟一段随机的时间长度再进 行采样。 各组采样点是在触发事件出现之后的随机时刻采集的， 这些采样点之间的时间隔已知，由采样时钟来确定。相邻两 次触发事件之间，其内部就在连续的进行采样并将结果贮存 起来。 当一个触发事件到来时示波器内的一个定时系统就从这 一时刻开始直到下一个采点时刻进行时间测量。示波器从该 测量的时间计算出所有采集的采样点在存储器中的位置。 随机采样技术的在优点在于可以提供预触发信息以及触 发后信息；且易于发现波形的细节。
2013年8月20日8时20分
21
香农采样定理（奈奎斯特取样原理）
为了很好的恢复原来的信号，在进行信 号数字化的时候就要求采样时钟的频率至少 应为信号本身所包含的最高频率的两倍。 –fs(取样率)＞2BW(信号频率）
–例：100M正弦波信号，最少采样率？ 200MS/s
6
3. 其他考虑因素
（1）偏转灵敏度:10V--10nV，体现测量强弱信号的能力。 （2）扫描速度Ss：10S/cm--1nS/cm,观测窄脉冲或高频信号 1、工作特性 3、测量的准确度 5、数据处理方式 7、评价存档能力
2013年8月20日8时20分
2、性能价格比 4、通道数 6、采样速率 8、易使用
为单次(瞬态)信号测量中可获得的最大带宽 BWs＝fs(采样率) k (与重现技术有关的内插系 数) 例：内插系数4，采样率为100MS/s, 单次带宽？ 100MS/s4＝25MHz 多通道显示时可能影响单次信号带宽
2013年8月20日8时20分
35
三、 数字存储示波器的特点
2013年8月20日8时20分
32
请注意所谓－等效采样率
单一触发 采样率的标准定义（实时）
最高采样率是指在单一触发中，模拟数 字转换器能采集的最大采样点数目。
每秒8个采样点
采样率＝8S/s 1 最快扫 （显示屏上每格 描速度 显示点数目） 等效转换率 ＝1 / (5nS/25) =5GS/s
• 比如：冲击电流、破坏性试验的捕捉和测量，对欠幅脉冲、 单脉冲、毛刺、电源中断、电压击穿、开关特性等等瞬态 信号和非重复信号进行捕捉和分析。
2013年8月20日8时20分
34
3. 采样率与信号带宽的关系
采样技术不同，使带宽定义复杂化： – 模拟带宽即重复信号带宽（放大器带宽） – 单次信号带宽
2013年8月20日8时20分
3
（2）示波器带宽对测量波形影响
观测20MHz的方波
在200MHz带宽示波器测试所 显示的结果
在20MHz带宽示波器测试所 显示的结果
示波器所显示的波形
2013年8月20日8时20分
4
（3）影响波形的谐波数是基波的倍数
2013年8月20日8时20分
29
B. 等效时间采样－顺序采样
需要对信号进行多次触发
按固定顺序从重复性信号不同的周期经过多次触发和采样， 触发时间依次延迟Δ t,取得足够的采样点(存储器器的记录长度 ) 来重建这个重复信号的波形。 等效采样必须满足两个前提条件： 1、信号必须是重复的
2013年8月20日8时20分
27
（2）数字存储示波器采样技术
– 实时采样 – 等效时间采样（非实时采样） · 顺序采样 · 随机采样
2013年8月20日8时20分
28
A. 实时(Real-Time)采样
一次触发采集信号所有资料
• 实时采样是最直观的采样方式，采样率超过模拟带宽4－5倍或更高。 • 不仅适用捕获重复信号，而且是捕捉单次信号以及隐藏在重复信号 中的毛刺和异常信号的有效方法。
14
扫描 发生器 存储
水平 放大器
CRT 实时 输入 输入 衰减器 输入 放大器 延迟线 存储 存储 GPIB 控制器 实时 垂直 放大器
触发 电路 外触发
A/D 转换器
存储器 (RAM)
D/A 转换器
逻辑控制电路 (微处理器)
地址 计数器
D/A 转换器
记录输出 控制器
2013年8月20日8时20分
11
2. 模拟示波器在显示极值时会遇到问题
低重复率快前沿信号
显示昏暗难以读出 由于模拟示波器的 技术局性。即使示 波器触发和信号存 在，但对某些信号 也是无法进行清晰 的显示或无法显示。 并丢失信息如：毛 刺
中等重复性信号（中等 频率），显示清楚但是 否漏失什么信息 低重复率信号（低频 信号），光迹不连续
（1）提供多种触发方式 （2）提供多种波形显示方式 （3）提供自动测量和多种数据处理功能 （4）提供多种接口和输出方式 （5）其他特点
2013年8月20日8时20分
36
（1）提供多种触发方式
a、可进行负延迟触发
同时观察到触发点前、后的波形。例如： 有利于观察振荡器起振的过程。
具有实时和存储两种工作模式的数字示波器
2013年8月20日8时20分
16
取样和存储过程
被测信号
地 址 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
数据
D0 D1
D2
取样脉冲
D3 D4 D5 D6
D7 D8 D9 D10 D11
17
RAM A8
A9
取样值
A10 A11
2013年8月20日8时20分
12
3. 数字存储示波器捕捉模拟示波器难以发现的问题
低重复率快前沿 信号的细节
高频的差别快速 毛刺的细节
非常低频的信号
2013年8月20日8时20分
13
二、数字存储示波器的 组成与工作原理
2013年8月20日8时20分
等效采样率（等效转换率）
转换率是指最快的水平扫描速度下，把 从对重复信号多次触发收集的采样点显 示在屏幕上时，点与点之间的最小时间 距离。
2013年8月20日8时20分
33
实时采样率决定DSO 对单次信号的捕获能力
数字示波器 带宽100M，采样率500MS/s
数字示波器 带宽100M，采样率20MS/s
9
第三章
示波测试和测量技术－专题之二
数字存储示波器
2013年8月20日8时20分
10
一、为什么采用数字存储示波器
1. 模拟示波器的优劣
• 对实际的信号变化有直接的视觉效果 • 亮度等级（信息出现的频率） • 非常快的波形获取率，没有量化误差和 信号混迭 • 在单通道作业模式下性能最好 • 单一的用户界面 • 纯粹的视觉信息 • 无法进行瞬态信号的捕获及储存 • 闪烁和漏失,对于低重复率信号能力有限 • 带宽性能有限、只有边沿触发 • 无法观察触发事件之前的信息
7
第三章 示波测试和测量技术
本章作业：
课本P542: 4、5、7、10、15题
课程论文2：
试采用微处理器和电子电路设计技术设计一个数字 存储示波器的控制电路（已有示波管、XY偏转板等）， 并考虑如何提高示波器的波形捕获率。画出原理框图、 电路原理图、程序流程图，并给出设计和使用说明。
• ART整个系统，包括显示器必须维持示波器全部带宽。
• DSO在取样器之前，电路必须维持示波器的全部带宽，但在A/D之后需 要的带宽大大降低。
2013年8月20日8时20分
20
2. 数字存储示波器采样技术