泰克示波器工作實(shí)驗(yàn)原理以及信號(hào)的“旅程”

　　一、示波器工作原理

　　所有數(shù)字存儲(chǔ)示波器 (DSO) 的核心元件都是示波器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和采集存儲(chǔ)器。這是示波器用來(lái)獲取波形圖形的最根本組件。ADC 獲取模擬輸入信號(hào)，然后將特定時(shí)間點(diǎn)的模擬電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字二進(jìn)制值。在如今的大多數(shù)DSO中，這通常是采用8位垂直分辨率完成的。也就是說(shuō)，通常DSO能以 1/256 的分辨率來(lái)分辨輸入信號(hào)的電壓值。

　　“衰減器”、“直流偏移”和“放大器”塊執(zhí)行輸入信號(hào)的預(yù)刻度調(diào)整，以便將輸入信號(hào)的刻度調(diào)整到 ADC 的固定動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。當(dāng)您調(diào)整 V/div 旋鈕時(shí)，將在衰減器塊內(nèi)設(shè)置特定分壓器網(wǎng)絡(luò)，這可能會(huì)降低輸入信號(hào)的幅度，還可設(shè)置放大器的增益。調(diào)整垂直位置旋鈕時(shí)，將更改直流偏移。同樣，這將使可能具有一定直流偏移量的輸入信號(hào)位于 ADC 的固定動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。

　　觸發(fā)和時(shí)基塊控制 ADC 采樣(獲取圖形)的時(shí)間和頻率。觸發(fā)信號(hào)實(shí)際上告訴時(shí)基塊何時(shí)停止采集(圖形)。例如，如果泰克示波器的存儲(chǔ)器深度為 1000 點(diǎn)(每次采集的采樣數(shù))，并且如果示波器已設(shè)置為在屏幕正中觸發(fā)，則時(shí)基塊將啟用 ADC/存儲(chǔ)器塊，連續(xù)采樣輸入或命令至少填充存儲(chǔ)器的一半。觸發(fā)事件發(fā)生后，時(shí)基塊允許 ADC/存儲(chǔ)器塊在采樣結(jié)束前再多進(jìn)行 500 次采樣。在此情況下，采集存儲(chǔ)器中的頭 500 次采樣表示觸發(fā)事件之前的波形數(shù)據(jù)，而采集存儲(chǔ)器中的后 500 次采樣觸發(fā)事件之后的波形數(shù)據(jù)。

　　采集周期結(jié)束后，必須對(duì)存儲(chǔ)在采集存儲(chǔ)器中的采樣進(jìn)行處理以進(jìn)行顯示。早期的 DSO 只是使用泰克示波器的 CPU 系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從采集存儲(chǔ)器中讀出(每次一個(gè)采樣)、處理數(shù)據(jù)，然后再將采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到顯示存儲(chǔ)器中。這是一個(gè)非常耗時(shí)的過(guò)程，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致波形更新率較慢 – 尤其是在處理較深的存儲(chǔ)器記錄時(shí)。如今的許多新型 DSO 都使用專(zhuān)用的可定制 DSP 來(lái)快速處理/數(shù)字式過(guò)濾數(shù)據(jù)，然后高效地將波形數(shù)據(jù)以“流水線”的方式輸入顯示存儲(chǔ)器，因而提高了吞吐量和波形更新率。

　　二、一個(gè)信號(hào)在示波器的旅行

　　從您把示波器探頭連接到器件的那一刻起，信號(hào)就開(kāi)啟了一次瞬間即可完成的重大旅程。它必須跨過(guò)五個(gè)不同的“模塊”，才能完成從器件到示波器，最后返回顯示器的整個(gè)旅程。

　　從被測(cè)器件(DUT)到示波器前端

　　模擬輸入信號(hào)調(diào)節(jié)

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換和觸發(fā)系統(tǒng)

　　時(shí)基和采集存儲(chǔ)器

　　顯示 DSP

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