数字示波器 更新时间：2011-05-27 11:00

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数字示波器是一款用于显示被测量的瞬时值轨迹变化情况的仪器，它是带数据记录功能的示波器。它一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。

数字示波器的优缺点

• 优点：

  1、可以无闪烁地观察频率很低的信号。

  2、能长时间地保存信号。

  3、具有先进的触发功能。

  4、测量精度高。

  5、具有很强的处理能力。

  6、具有数字信号的输入/输出功能。

  缺点：数字示波器也有它的的局限性，例如，由于受A/D转换器最大转换速率等因素的影响，数字示波器还不能用于观测频率较高的信号。

数字示波器的工作原理

• 数字示波器首先对模拟信号进行高速采样获得相应的数字数据并存储。用数字信号处理技术对采样得到的数字信号进行相关处理与运算，从而获得所需的各种信号参数(包括可能需要使用万用表测试的一些元器件电气参数)。根据得到的信号参数绘制信号波形， 并可对被测信号进行实时的、瞬态的分析，以方便用户了解信号质量，快速准确地进行故障的诊断。

  测量开始时，操作者可通过中文界面选定测量类型(波形测量、元件测量)、测量参数(频率/周期、有效值、电阻阻值、二极管通断等)及测量范围(可选自动设置，由仪器自动设置最佳范围) ；微处理器自动将测量设置解释到采样电路，并启动数据采集；采集完成后，由微处理器对采样数据按测量设置进行处理，提取所需要的测量参数，并将结果送显示部件。如果需要，用户可选择自动测试方式：微处理器在分析首次采样得到的数据后会根据具体情况调整、修改测量设置，并重新采样。在经过几次这样的“采样-分析-调整-重采样”循环后，示波表即可完成即触即测功能，而无须人工调换量程，便于手持操作。

数字示波器与模拟示波器的比较

• 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），数字示波器称为数字存储示波器（DSO）。

  ART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只要与带宽相适应的高速A/D转换器，其它调制，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都会有一定特点，也有某些不足，在选择型号时应该留意对比。有些型号的DSO具有与ART一样的波形更新率，有些型号的DSO却没有，有一种DSO具有ART的荧光屏三维图形显示能力，而大部分DSO不具备这种性能。大部分DSO实时带宽与单次带宽相同，但也有只保证实时带宽的DSO。

  前述DSO都包含A/D转换器和微处理器。这样一来，在PC机增加插卡亦可构成DSO，但一般取样率较低，功能较少，价格也便宜。还有采用VXI总线的DSO模块，以及机架式的DSO插件。

  DSO的存储器是示波器部件中仅次于A/D转换器的元件，它保存被测信号的样品，供后续的D/A转换器把波形复原，现在存储容量可达到1M以上。

  普通DSO有8位垂直分辨率，即每次扫描有256个样品，需要256点的存储，相当256字节。如果提高分辨率，将水平轴扩大10倍，则相当20K 字节；垂直轴亦扩大10倍，相当40K字节。由此可见，DSO最少应有2K字节，中等的DSO应有40K 字节以上。如果要记录10倍上述的波形，则起码要400K 字节以上。因此，存储容量大小很重要。

  反过来，存储容量也影响到扫描速度，例如每扫迹只有50K点的存储器，记录100μs数据，则取样间距是2ns,此时取样率相当500MS/s，以取样率等于4倍带宽计算,实时带宽等于125MHz。显然,如果需要提高取样率至1000MS/s,则记录100μs的数据,需要100K点的存储器.

  为了存储一幅完整的图形,设图素是1024×512=0.5M位,四幅图形,要有2M位存储量.在FFT分析中也需要额外的存储量,将新的波形的分量与参考的波形或存储的波形作对比.为便于波形存储,有些DSO还提供软盘或硬盘作数据记录之用.

数字示波器的技术指标

• 外形小巧，性能强大的示波器

  100 MHz

  2通道

  2 GSa/s采样率

  MegaZoom III存储和显示技术

  1 Mpts采集存储器

  每秒高达100,000个波形的实时更新速率

  高清晰XGA（1024 x 768）显示器，256个亮度等级

  完整的连接标准

  USB（2主机端口、1设备端口）、LAN、、100 MBit LAN

  XGA显示

  可以实现完全远程控制，具有网络浏览器界面

  兼容LXI-C标准