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详解数字电位器的原理与应用.

详解数字电位器的原理与应用.
详解数字电位器的原理与应用.

详解数字电位器的原理与应用数字电位器(DigitalPotenTIometer)亦称数控可编程电阻器,是一种代替传统机械电位器(模拟电位器)的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路。数字电位器采用数控方式调节电阻值的,具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等显著优点,可在许多领域取代机械电位器。

数字电位器一般带有总线接口,可通过单片机或逻辑电路进行编程。它适合构成各种可编程模拟器件,如可编程增益放大器、可编程滤波器、可编程线性稳压电源及音调/音量控制电路,真正实现了“把模拟器件放到总线上”(即单片机通过总线控制系统的模拟功能块)这一全新设计理念。

目前,数字电位器正在国内外迅速推广,并大量应用于检测仪器、PC、手机、家用电器、现代办公设备、工业控制、医疗设备等领域。

1.基本工作原理

由于数字电位器可代替机械式电位器,所以二者在原理上有相似之处。数字电位器属于集成化的三端可变电阻器件其等效电路,如图l所示。当数字电位器用作分压器时,其高端、低端、滑动端分别用VH、VL、VW表示;而用作可调电阻器时,分别用RH、RL和RW表示。

图2所示为数字电位器的内部简化电路,将n个阻值相同的电阻串联,每只电阻的两端经过一个由MOS管构成的模拟开关相连,作为数字电位器的抽头。这种模拟开关等效于单刀单掷开关,且在数字信号的控制下每次只能有一个模拟开关闭合,从而将串联电阻的每一个节点连接到滑动端。

数字电位器的数字控制部分包括加减计数器、译码电路、保存与恢复控制电路和不挥发存储器等4个数字电路模块。利用串入、并出的加/减计数器在输入脉冲和控制信号的控制下可实现加/减计数,计数器把累计的数据直接提供给译码电路控制开关阵列,同时也将数据传送给内部存储器保存。当外部计数脉冲信号停止或片选信号无效后,译码电路的输出端只有一个有效,于是只选择一个MOS管导通。

数字控制部分的存储器是一种掉电不挥发存储器,当电路掉电后再次上电时,数字电位器中仍保存着原有的控制数据,其中间抽头到两端点之间的电阻值仍是上一次的调整结果。因此,数字电位器与机械式电位器的使用效果基本相同。但是由于开关的工作采用“先连接后断开”的方式,所以在输入计数有效期间,数字电位器的电阻值与期望值可能会有一定的差别,只有在调整结束后才能达到期望值。

从图2可以看出,数字电位器与机械式电位器有2个重要区别:1)调整过程中,数字电位器的电阻值不是连续变化的,而是在调整结束后才具有所希望的输出。这是因为数字电位器采用MOS管作为开关电路,并且采用“先开后关”的控制方法:2)数字电位器无法实现电阻的连续调整,而只能按数字电位器中电

阻网络上的最小电阻值进行调整。

2.数字电位器的典型应用

数字电位器的应用广泛,而且按照不同的分类标准也有很多种类,但是基本原理是相似的,这里以三线加/减式接口的数字电位器X9313为例,介绍数字电位器的应用。

2.1内部结构及工作原理

X9313为工业级的32抽头数控电位器,最大阻值为10kΩ,采用8引脚,有DIP、OIC、FSSOP3种封装。X9313的内部功能框图,如图3所示。它由输入部分、5位E2PROM、存储和调用电路、32选l译码器、由MOS场效应管构成的32路模拟开关、电阻阵列6部分组成。其中输入部分是5位加/减计数器经过三线加/减式接口()与单片机相连,其工作像一个升/降计数器,输出经译码,控制接通某个电子开关,这样就把电阻阵列上的一个点连接到滑动输出端。电阻阵列由32个等值的电阻和与之相配套的电子开关组成。根据控制端的电平,计数器的内容还可以储存到非易失存储器中以便后续使用。

2个顶脚引线分别接VH和VL,中间抽头为VW。为3个控制端,其中,为片选端,为低电平时,X9313被选中。此时才能接收的信号。在下降沿使计数器增或减1。如果,滑动端向VH方向滑动,VW与VH之间的电阻减小一个阶值。反之,如果,滑动端向VL方向滑动。计数器输出译码后,经过32选1,使滑动端的位置沿电阻阵列移动。当计数器达到某个极端(00000或11111)时,不会循环回复,从00000自动变成1111l,或从11111变成00000,也就是说当为高电平而也为高电平时,计数器的值存储到非易失存储器中,系统上电时,器件自动

将非易失性存储器中的值送到计数器,作为计数器的输出。

2.2典型应用

2.2.1 手控调压电路

图4所示为。将VH端接+5V,VL接地。从VW端输出0~+5V的可调电压。R1、R2为上拉电阻。只要按动开关S1,输出电压就升高,每按一次电压升高0.05V,最高可达5V。如果按住S2即为低电平,此时按S1则每按一次电压降低0.05V。

2.2.2 X9313与单片机的接口电路

这里以常用的AT89C2051单片机为例介绍数字电位器与单片机的接口电路。电位器的3个控制端分别接AT89C2051的P1.7、P1.6和P1.5。由R1、C1构成上电复位电路,C2、C3和石英晶体JT构成晶振电路。因为单片机I/O端口内部已有上拉电阻,所以上电时上述控制端均为高电平,电位器处于待机状态,此时应用和上例相同。

数字示波器及其简单原理图

数字示波器及其简单原理图 数字示波器可以分为数字存储示波器(DSOs)、数字荧光示波器(DPOs)、混合信号示波器(MSOs)和采样示波器。 数字式存储示波器与传统的模拟示波器相比,其利用数字电路和微处理器来增强对信号的处理能力、显示能力以及模拟示波器没有的存储能力。数字示波器的基本工作原理如上图所示当信号通过垂直输入衰减和放大器后,到达模-数转换器(ADC)。ADC 将模拟输入信号的电平转换成数字量,并将其放到存贮器中。存储该值得速度由触发电路和石英晶振时基信号来决定。数字处理器可以在固定的时间间隔内进行离散信号的幅值采样。接下来,数字示波器的微处理器将存储的信号读出并同时对其进行数字信号处理,并将处理过的信号送到数-模转换器(DAC),然后DAC的输出信号去驱动垂直偏转放大器。DAC也需要一个数字信号存储的时钟,并用此驱动水平偏转放大器。与模拟示波器类似的,在垂直放大器和水平放大器两个信号的共同驱动下,完成待测波形的测量结果显示。数字存储示波器显示的是上一次触发后采集的存储在示波器内存中的波形,这种示波器不能实时显示波形信息。其他几种数字示波器的特点,请参考相关书籍。

Agilent DSO-X 2002A 型数字示波器面板介绍

该示波器有两个输入通道CH1和CH2,可同时观测两路输入波形。选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时,示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时,示波器同时显示通道1信号和通道2信号。 荧光屏(液晶屏幕)是显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线,指示出信号波形的电压和时间之间的关系。 操作面板上的各个按钮按下后,相应参数设置会显示在荧光屏上。 开机后,荧光屏显示如下: 测试信号时,首先要将示波器的地(示波器探笔的黑夹子)与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择,将示波器探头接触被测点(信号端)。按下Auto Scale,示波器会自动将扫描到的信号显示在荧光屏上。 输入耦合方式:模拟示波器输入耦合方式有三种选择:交流(AC)、地(GND)、直流(DC);部分数字示波器则没有GND耦合这种方式,其通过在屏幕上直接标注零电平线的位置的方法来实现GND耦合(用来确定零电平线)的功能。当选择“地”时,扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观

示波器原理及其应用分析解析

示波器原理及其应用 示波器介绍 示波器的作用 示波器属于通用的仪器,任一个硬件工程师都应该了解示波器的工作原理并能够熟练使用示波器,掌握示波器是对每个硬件工程师的基本要求。 示波器是用来显示波形的仪器,显示的是信号电压随时间的变化。因此,示波器可以用来测量信号的频率,周期,信号的上升沿/下降沿,信号的过冲,信号的噪声,信号间的时序关系等等。 在示波器显示屏上,横坐标(X)代表时间,纵坐标(Y)代表电压,(注,如果示波器有测量电流的功能,纵坐标还代表电流。)还有就是比较少被关注的-亮度(Z),在TEK的DPO示波器中,亮度还表示了出现概率(它用16阶灰度来表示出现概率)。 1.1.示波器的分类 示波器一般分为模拟示波器和数字示波器;在很多情况下,模拟示波器和数字示波器都可以用来测试,不过我们一般使用模拟示波器测试那些要求实时显示并且变化很快的信号,或者很复杂的信号。而使用数字示波器来显示周期性相对来说比较强的信号,另外由于是数字信号,数字示波器内置的CPU或者专门的数字信号处理器可以处理分析信号,并可以保存波形等,对分析处理有很大的方便。

1.2.1 模拟示波器 模拟示波器使用电子枪扫描示波器的屏幕,偏转电压使电子束从上到下均匀扫描,将波形显示到屏幕上,它的优点在于实时显示图像。 模拟示波器的原理框图如下: 见上图所示,被测试信号经过垂直系统处理(比如衰减或放大,即我们拧垂直按钮-volts/div),然后送到垂直偏转控制中去。而触发系统会根据触发设置情况,控制产生水平扫描电压(锯齿波),送到水平偏转控制中。 信号到达触发系统,开始或者触发“水平扫描”,水平扫描是一个是锯齿波,使亮点在水平方向扫描。触发水平系统产生一个水平时基,使亮点在一个精确的时间内从屏幕的左边扫描到右边。在快速扫描过程中,将会使亮点的运动看起来

数字示波器原理及使用

数字示波器的原理及使用 【摘要】示波器就是以直角坐标为参数系,以时间扫描为时基两维地显示物理量——电量瞬时变化的仪器,它不但能观测低频信号(包括单次信号),同时也能观测高频信号与快速脉冲信号 ,并能对其表征的参量进行分析与测量。随着数字集成电路技术的发展而出现的数字存储示波器,不但能对波形进行显示,还能对波形进行存储、分析、计算,并能组成自动测试系统,使之成为了电子测量领域的基础测试仪器之一。 关键词:示波器,信号,数字集成电路,数字存储 【Abstract】Oscilloscope is an instrument that can display electrical signals in rectangular coordinates system based on amplitude and time、It can not only observe the low-frequency signal (including single signal), but also the high-frequency signal and pulse signal, and parameters on the characterization of the analysis and measurement、The digital storage oscilloscope was invented with the development of digital integrated circuit technology, which can not only display the waveform but also can store, analysis, calculate the Parameters of the signal and can form an automatic testing system、The digital storage oscilloscope have become one of the basic testing instrument for electronic measurement 、 Keywords: oscilloscope,signal,digital integrated circuit, digital storage oscilloscope 1、前言 随着数字集成电路技术的发展,数字式示波器的出现以其存储波形及多种信号分析、计算、处理等优良的性能逐步取代模拟示波器。与模拟示波器相比,数字示波器可以实现高带宽及方便地实现对模拟信号波形进行长期存储并能利用机内微处理器系统对存储的信号做进一步的处理,例如对被测波形的频率、幅值、前后沿时间、平均值等参数的自动测量以及多种复杂的处理。 2、数字示波器的基本原理 2、1数字存储示波器的组成原理 典型的数字示波器原理框图如图2、1所示,它分为实时与存储两种工作状态,当其以实时状态工作时,其电路组成原理与模拟示波器相同。当其以存储状态工作时,它的工作过程一般分为存储与显示两个阶段,在存储工作阶段,模拟输入信号先经过适当的放大或衰减,然后经过采样与量化两个过程的数字化处理,将模拟信号转化成数字信号后,在逻辑控制电路的控制下将数字信号写入到存储器中。量化过程就就是将采样获得的离散值通过 A/D转换器转换成二进制数字。采样,量化及写入过程都就是在同一时钟频率下进行的。在显示工作阶段,将数字信号从存储器中读出来,并经D/A转换器转换成模拟信号,经垂直放大器放大加到CRT 的Y偏转板。与此同时,CPU的读地址计数脉冲加之D/A转换器,得到一个阶梯波的扫描电压,加到水平放大器放大,驱动CRT的X偏转板,从而实现在CRT上以稠密的光点包络重现模拟信号。

(整理)数字存储示波器的原理及使用

数字存储示波器的原理及使用 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象,便于人们研究各种电现象的变化过程。目前大量使用的示波器有两种:模拟示波器和数字示波器。模拟示波器发展较早,技术也非常成熟,其优点主要是带宽宽、成本低。但是随着数字技术的飞速发展,数字示波器拥有了许多模拟示波器不具备的优点:不仅具有可存储波形、体积小、功耗低,使用方便等优点,而且还具有强大的信号实时处理分析功能;具有输入输出功能,可以与计算机或其他外设相连实现更复杂的数据运算或分析。随着相关技术的进一步发展,数字示波器的频率范围也越来越高了,其使用范围将更为广泛因此,学习数字示波器的使用具有重要的意义。 实验目的 1. 了解数字示波器的工作原理; 2. 掌握数字示波器的使用方法; 3. 会用数字示波器测量未知信号的参数。 实验原理 数字存储示波器与模拟示波器不同在于信号进入示波器后立刻通过高速A/D转换器将模拟信号前端快速采样,存储其数字化信号。并利用数字信号处理技术对所存储的数据进行实时快速处理,得到信号的波形及其参数,并由示波器显示,从而实现模拟示波器功能。而且测量精度高,还可以存储和调用显示特定时刻信号。 一个典型的数字存储示波器原理框图如图1所示,模拟输入信号先适当地放大或衰减,然后再进行数字化处理。数字化包括“取样”和“量化”两个过程,取样是获得模拟输入信号的离散值,而量化则是使每个取样的离散值经A/D转换成二进制数字,最后,数字化的信号在逻辑控制电路的控制下依次写入到RAM(存储器)中,CPU从存储器中依次把数字信号读出并在显示屏上显示相应的信号波形。GPIB为通用接口总线系统,通过它可以程控数字存储示波器的工作状态,并且使内部存储器和外部存储器交换数据成为可能。 由此可见,数字示波器必须要完成波形的取样、存储和波形的显示,另外为了满足一般应用的需求,几乎所有微机化的数字示波器都提供了波形的测量与处理功能。 1. 波形的取样和存储 由于数字系统只能处理离散信号,所以必须对模拟连续波形先进行抽样,再进行A/D 转换。根据Nyquist定理,只有抽样频率大于要处理信号频率的两倍时,才能在显示端理想地复现该信号。 由此可见,数字示波器必须要完成波形的取样、存储和波形的显示,另外为了满足一般应用的需求,几乎所有微机化的数字示波器都提供了波形的测量与处理功能。

示波器基本原理

目录 第一章示波器基本原理 (2) 1、1 模拟示波器 (2) 1、1、1示波管 (2) 1、1、2模拟示波器方框图 (3) 1、2 数字存储示波器(DSO) (4) 第二章示波器的使用 (5) 2、1示波器的各个系统和控制 (5) 2、2示波器的正确使用 (7) 第三章模拟示波器的校准 (9) 第四章数字存储示波器的使用和校准 (13) 4、1 TDS220的结构 (13) 4、2 TDS220的常规检查 (14) 4、3 TDS220的校准过程 (16)

第一章 示波器基本原理 示波器是一种图形显示设备,它能够直接观测和真实显示被测信号,是观察电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器,它可分为模拟和数字类型。下面就分模拟和数字部分对示波器的基本原理进行简单介绍。 1、1 模拟示波器 模拟示波器是第一代示波器产品,拥有极佳的"波形更新率"(约每秒超过二十万次),它仅仅在扫描的回扫时间及闭锁(Hold off )时间内不显示信号,因此又称为模拟实时示波器(Analog Real Time Oscilloscope )。由于模拟示波器是数字示波器在的基础,我们先来看模拟示波器的工作原理。 1、1、1示波管 模拟示波器的心脏是阴极射线管(CRT ),示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏组成,它们被密封在真空的玻璃壳内,如图1-1所示。 电子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打在荧光屏上,荧光屏的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就发出光来。 电子在从电子枪到屏幕的途中要经过

偏转系统,在偏转系统上施加电压就可以使光点在屏幕上移动。偏转系统由水平(X )偏转板和垂直(Y )偏转板组成。这种偏转方式称为静电偏转。 将输入信号加到Y 轴偏转板上,而示波器自己使电子束沿X 轴方向扫描。这样就使得光点在屏幕上描绘出输入信号的波形。这样扫出的信号波形称为波形轨迹 1、1、2模拟示波器方框图 从上一小节可以看出,只要控制X 轴偏转板和Y 轴偏转板上的电压,就能控制示波管显示的图形形状。因此,只要在示波管的X 轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压,在y 轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小),示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中,在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。因此,往往给X 轴加上锯齿波。 示波器的基本组成框图如图1-2所示,它主要由示波管、Y 轴系统、X 轴系统三部分组成。此外还包括电源电路,它产生电路中需要的多种电源。示波器中还往往有一个精确稳定的方波信号发生器,供校验示波器用。 被测信号通过探头到达示波器的垂直系统,经衰减器适当衰减后送至垂直放大器,放大后产生足够大的信号,加到示波管的Y 轴偏转板上,控制亮点在屏幕中的上下移动。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形,将Y 轴的被测信号引入X 轴系统的触发系统,启动或触

示波器的调节与使用

数字示波器的调节与使用 一、实验目的 1.了解示波器的结构与示波原理 2.掌握示波器的使用方法,学会用示波器观测各种电信号的波形 3.学会用示波器测正弦交流信号的电压幅值及频率 4.学会用李萨如图法,测量正弦信号频率 二、实验仪器 RIGOL DS1000E型数字存储示波器,DG1022函数波形发生器 三、实验原理 1、双踪示波器的原理: 双踪示波器控制电路主要包括:电子开关、垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路、电源等。 Y CH1 Y CH2 图1. 双踪示波器原理方框图 其中,电子开关使两个待测电压信号YCH1和YCH2周期性地轮流作用在Y偏转板,这样在荧光屏上忽而显示YCH1信号波形,忽而显示YCH2信号波形。由于荧光屏荧光物质的余辉及人眼视觉滞留效应,荧光屏上看到的是两个波形。 如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同,屏上出现的是一移动的不稳定图形,这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍,以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。为了获得一定数量的完整周期波形,示波器上设有“time/div”调节旋钮,用来调节锯齿波电压的周期,使之与被测信号的周期呈合适的关系,从而显示出完整周期的正

弦波形。

当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍,屏上一般会显示出完整周期的正弦波形,但由于环境或其他因素的影响,波形会移动,为此示波器内装有扫描同步电路,同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号,输入到扫描发生器,迫使锯齿波与待测信号同步,此称为“内同步”。如果同步电路信号从仪器外部输入,则称为“外同步”。 2.示波器显示波形原理: 如果在示波器的YCH1或YCH2端口加上正弦波,在示波器的X 偏转板加上示波器内部的锯齿波,当锯齿波电压的变化周期与正弦电压的变化周期相等时,则在荧光屏上将显示出完整周期的正弦波形,如图2所示。如果在示波器的YCH1、YCH2端口同时加上正弦波,在示波器的X 偏转板加上示波器内部的锯齿波,则在荧光屏上将得到两个正弦波。 图2.示波器显示正弦波形的原理 3、数字存储示波器的基本原理 数字存储示波器的基本原理框图如图3所示: AMP A/D Display Input DeMUX Acquistion Memory uP Display Memory 图3.数字存储示波器的基本原理框图

数字示波器的使用

数字示波器的使用 实验报告 姓名: 学号: 座位号: 指导教师: 报告箱号: 实验日期:年月日星期第节

数字示波器的使用 预习提示:完整地学习使用某一仪器的最好方法一般是对照着用户手册,按照提示一步一步地操作,并观察记录实验现象和结果,思考自己所完成的仪器操作的作用。但初次接触像示波器这样的通用仪器,一方面,我们不可能在短时间内学会其所有的操作;另一方面,通用仪器的各种功能之间并不一定有直接的相互关联,我们可以选择其中的部分功能进行学习,其他功能可以留到以后用到时再参考用户手册来学习和实践。实验预习时,学生可以粗读用户手册中与实验内容相关的章节(第一章和第二章),知道有关功能/操作大致是哪些步骤、可以得到哪些结果。千万不要尝试去“背诵”用户手册的某个章节甚至整本用户手册。 实验目的: 预习作业: 1.示波器是一个什么样的仪器?它有哪些应用? 2.本实验所用数字示波器的电压显示范围V pp是_________;若待测量信号的V pp小于此值,则可将信号 直接接到数字示波器的信号输入端(通道1或通道2);若待测量信号的V pp大于此值,则需用示波器10:1衰减探头,且在探头线___________开关打开的情况下才能将信号接入示波器。 3.信号接入示波器之后,如果发现信号幅度纵向只占屏幕的很小部分或上下均超出屏幕显示范围,应调 节相应通道的________旋钮;若信号纵向偏离屏幕中心位置,则应调节相应通道的_________旋钮。若屏幕上显示的信号周期数太少或太多,则应调节该通道的________旋钮。 4.若屏幕上显示的信号一直在左右移动,很可能是因为_________源/模式选择或________电平设置不当。 5.(本题可在实验过程中完成)电压档位显示在液晶屏的_________位置,时基档位显示在液晶屏的 _________位置,触发源和触发模式选择显示在液晶屏的________位置。 6.(本题可在实验过程中完成)屏幕上,信号电压的零点由显示屏________位置的_______符号来指示。 信号以直流耦合方式输入时的指示符号是________;信号以交流耦合方式输入时的指示符号是 ________。

示波器的原理和使用 实验报告

示波器的原理和使用实验报告 在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。 1、示波器工作原理 示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 1.1、示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。 图1示波管的内部结构和供电图示

1.荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s 为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。 由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。 2.电子枪及聚焦 电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。

数字示波器的原理和使用方法

数字示波器的原理和使用方法 在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下数字示波器的原理和使用方法。 1、数字示波器工作原理 示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 1(1 示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。 1(荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10,所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0(1s为中余辉,0(1s-1s为长余辉,大于1s为极长

余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。 由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。 2(电子枪及聚焦 电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作 用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低,则全部电子返回阴极,即管子截止。调节电路中的W1电位器,可以改变栅极电位,控制射向荧光屏的电子流密度,从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连,所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。 电子束从阴极奔向荧光屏的过程中,经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、 G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域,调节第二阳极A2的电位,能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点,这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压,A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦,需微调第二阳极A2的电压,A2又叫做辅助聚焦极。 3(偏转系统 偏转系统控制电子射线方向,使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。图8(1中,Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前,X轴偏转板在后,因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y

数字示波器原理及使用

数字示波器的原理及使用 【摘要】示波器是以直角坐标为参数系,以时间扫描为时基两维地显示物理量——电量瞬时变化的仪器,它不但能观测低频信号(包括单次信号),同时也能观测高频信号和快速脉冲信号,并能对其表征的参量进行分析和测量。随着数字集成电路技术的发展而出现的数字存储示波器,不但能对波形进行显示,还能对波形进行存储、分析、计算,并能组成自动测试系统,使之成为了电子测量领域的基础测试仪器之一。 关键词:示波器,信号,数字集成电路,数字存储 【Abstract】Oscilloscope is an instrument that can display electrical signals in rectangular coordinates system based on amplitude and time. It can not only observe the low-frequency signal (including single signal), but also the high-frequency signal and pulse signal, and parameters on the characterization of the analysis and measurement. The digital storage oscilloscope was invented with the development of digital integrated circuit technology, which can not only display the waveform but also can store, analysis, calculate the Parameters of the signal and can form an automatic testing system. The digital storage oscilloscope have become one of the basic testing instrument for electronic measurement . Keywords: oscilloscope,signal,digital integrated circuit, digital storage oscilloscope 1.前言 随着数字集成电路技术的发展,数字式示波器的出现以其存储波形及多种信号分析、计算、处理等优良的性能逐步取代模拟示波器。与模拟示波器相比,数字示波器可以实现高带宽及方便地实现对模拟信号波形进行长期存储并能利用机内微处理器系统对存储的信号做进一步的处理,例如对被测波形的频率、幅值、前后沿时间、平均值等参数的自动测量以及多种复杂的处理。 2.数字示波器的基本原理 2.1数字存储示波器的组成原理 典型的数字示波器原理框图如图2.1所示,它分为实时和存储两种工作状态,当其以实时状态工作时,其电路组成原理与模拟示波器相同。当其以存储状态工作时,它的工作过程一般分为存储和显示两个阶段,在存储工作阶段,模拟输入信号先经过适当的放大或衰减,然后经过采样和量化两个过程的数字化处理,将模拟信号转化成数字信号后,在逻辑控制电路的控制下将数字信号写入到存储器中。量化过程就是将采样获得的离散值通过 A/D转换器转换成二进制数字。采样,量化及写入过程都是在同一时钟频率下进行的。在显示工作阶段,将数字信号从存储器中读出来,并经D/A转换器转换成模拟信号,经垂直放大器放大加到CRT 的Y偏转板。与此同时,CPU的读地址计数脉冲加之D/A转换器,得到一个阶梯波的扫描电压,加到水平放大器放大,驱动CRT的X偏转板,从而实现在CRT上以稠密的光点包络重现模拟信号。

《数字示波器原理和应用》介绍

新书《数字示波器原理和应用》介绍 内容简介 本书从理论和实践两方面介绍了数字示波器的基础理论和具体应用,分为上下两卷。上卷介绍数字示波器的工作原理,从被测对象的特征、示波器硬件结构、关键概念和技术点、波形参数测量定义、探头技术原理等角度探讨数字示波器工作原理和相关概念。下卷介绍数字示波器在测试各种总线和接口标准上的具体应用,从通用的测量分析(抖动、眼图、均衡、嵌入去嵌入),到具体的低速和高速总线和接口的测量,比较全面的介绍了数字示波器的各种具体应用。本书适合从事电子工程领域和通信工程领域的数字系统研发和测试的工作者,以及大学院校电子工程、通信工程、电子测量与仪器仪表等专业的师生阅读。 作者简介 孙灯亮:1999年毕业于西安电子科技大学,2003年底加入安 捷伦科技(中国)有限公司,负责电子测量仪器和方案的技术 咨询工作。加入安捷伦之前曾在华为技术和联想电脑负责技术 研究和产品开发工作。

目录 上卷数字示波器原理第一章示波器背景和被测对象简介 1.1 示波器背景简介 1.2 示波器的主要应用分类 1.3 电子信号简介 1.4 时钟信号和数据信号频谱的不同 1.5 时钟信号和数据信号的五次谐波点幅度 参考文献 第二章数字示波器硬件结构原理 2.1 数字示波器硬件架构 2.2 单片80G/s采样电路原理 参考文献 第三章数字示波器信号保真度和波形重建 3.1 数字技术的发展推动数字示波器的性能提升 3.2 探头系统对被测信号的影响和发展 3.3 数字示波器的体系结构及其带宽和频响 3.4 数字示波器模数转换器ADC的采样和波形重建 3.5 数字示波器高精度测量的要求小结 参考文献 第四章理解示波器的抖动测量本底和本底噪声 4.1 示波器抖动测量本底 4.1.1 固有抖动

数字示波器原理及优缺点

数字示波器原理及优缺点 数字示波器是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单,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。目前高端数字示波器主要依靠美国技术,对于300MHz带宽之内的示波器,目前国内品牌的示波器在性能上已经可以和国外品牌抗衡,且具有明显的性价比优势。 数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点,其使用日益普及。由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异,如果使用不当,会产生较大的测量误差,从而影响测试任务。 区分模拟带宽和数字实时带宽 带宽是示波器最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值,而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽,数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关(数字实时带宽=最高数字化速率/K),一般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出,模拟带宽只适合重复周期信号的测量,而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆,实际上指的是模拟带宽,数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz,实际上是指其模拟带宽为500MHz,而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时,一定要参考数字示波器的数字实时带宽,否则会给测量带来意想不到的误差。 有关采样速率 采样速率也称为数字化速率,是指单位时间内,对模拟输入信号的采样次数,常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的一项重要指标。 1.如果采样速率不够,容易出现混迭现象 如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号,示波器显示的信号频率却是50KHz,这是怎么回事呢?这是因为示波器的采样速率太慢,产生了混迭现象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率,或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了,而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。那么,对于一个未知频率的波形,如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢?可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档,看波形的频率参数是否急剧改变,如果是,说明波形混迭已经发生;或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来,也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯特定理,采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不会发生混迭,如一个500MHz的信号,至少需要1GS/s的采样速率。 有如下几种方法可以简单地防止混迭发生: ·调整扫速;

示波器的原理和使用方法

示波器的原理和使用方法 在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。 1 示波器工作原理 示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 1.1 示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。

图1 示波管的内部结构和供电图示 1.荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。 由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。 2.电子枪及聚焦 电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低,则全部电子返回阴极,即管子截止。调节电路中的W1电位器,可以改变栅极电位,控制射向荧光屏的电子流密度,从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是

示波器的原理和使用实验报告

在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。 1、示波器工作原理 示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 1.1 示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。 1.荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度

下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。 由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。 2.电子枪及聚焦 电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、**阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低,则全部电子返回阴极,即管子截止。调节电路中的W1电位器,可以改变栅极电位,控制射向荧光屏的电子流密度,从而达到调节亮点的辉度。**阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连,所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。 电子束从阴极奔向荧光屏的过程中,经过两次聚焦过程。**次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的**电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域,调节第二阳极A2的电位,能使电

示波器原理及应用

实验二示波器原理及应用 一、实验目的 在熟悉通用电子示波器工作原理的基础上,学会正确使用数字存储示波器测量各种电参数。 二、实验设备 (1)UTG2025A型函数/任意波形信号发生器1台; (2)UTD2102C数字存储示波器各1台。 三、实验原理 数字存储示波器主要由前置放大器、数据采集与A/D转换器、随机存储器(RAM),垂直D/A转换器、垂直输出放大器;触发电路、时钟时基电路,水平D/A 转换器,水平输出放大器及微处理器(逻辑控制)等组成,基本框图如下所示: 图1数字存储示波器基本框图 数字存储示波器的基本工作原理、关键器件及典型电路见教材《电子测量技7

术》P189-P203页内容。 四、实验内容及步骤 4.1 测量简单信号 实验内容:利用信号发生器产生未知信号并设置不同参数,如正弦波、方波、脉冲波等,运用示波器迅速显示和测量信号的参数值,如频率、峰峰值等。 实验步骤: (1)迅速显示信号参数 ①将探头菜单衰减系数设定为10×,并将探头上的开关设定为10×; ②将CH1的探头连接到电路被测点; ③按下【AUTO】按钮。 数字存储示波器将自动设置使波形显示达到最佳。在此基础上,可以进一步调节垂直、水平档位,直至波形的显示符合要求。 (2)自动测量信号的电压和时间等参数 ①按下【MEASURE】按键,以显示自动测量菜单; ②按下【F1】,进入测量菜单种类选择; ③按下【F3】,选择电压类; ④按下【F5】,翻至2/4页,再按【F3】选择测量类型:峰峰值; ⑤按下【F2】,进入测量菜单种类选择,再按【F4】选择时间类; ⑥按下【F2】即可选择测量类型:频率。 此时,峰峰值和频率的测量值分别显示在F1和F2的位置,如下图所示: 通过信号发生器自行设置一个信号,设定参数并用示波器显示,将具体数值记录在下表中: 8

数字示波器实验1

数字示波器实验 1:了解数字示波器的主要结构和显示波形的基本原理,掌握使用数字示波器的基本方法。 2:学会使用函数信号发生器。 3:学会使用数字示波器观测波形以及测量电压幅值·周期和频率等。 4:理解xx如图形合成原理及方法。 1:数字示波器和模拟示波器的区别。 数字示波器: 把模拟信号转换成数字信号,根据需要采用硬件或者软件手段,对采集的波形数据进行存储运算,分析变换等处理,采用磁偏转显像管或是液晶显示 模拟示波器: 直接测量信号电压,对信号不进行任何处理,采用静电偏转示波管显示。 2:简述数字示波器的工作原理。 按照采样原理,利用A/D变换,将连续的模拟信号转变成离散的数字序列,然后进行恢复波形,从而达到测量波形的目的。 3:数字示波器的特点。 数字示波器具有波形触发,存储,显示,测量,波形数据分析处理,且有自动测量的能力等优点。 4:xx如图合成原理及特点。 如果在示波器的CH1通道加上一正弦波,在示波器CH2通道加上另一正弦波,当两正弦波信号的频率比值为简单整数比时,在荧光屏上将得到李萨如图,李萨如图是两个相互垂直的简谐振动合成的结果,fx(ch1通道上正弦波信号频率)/fy(ch2通道上正弦波信号频率)=ny/nx.(ny为李萨如图与假想垂直线的切点

数目,nx为李萨如图与水平线的切点数目)1:手动测量信号峰峰值,周期和频率的原理公式: 信号峰峰值=格数x垂直单个格数代表的数值 周期=格数x水平单个格数代表的数值 2:选择两个频率段正弦波形,分别测量对应波形电压,周期和频率,数据记录如下表: Vp-p(v)自动测量值信号1 (500Hz, 2.0 V) 相对误差012信号2 (1200Hz,3,. 5V) 相对误差 0.1 80.2 20. 2/0-10/ 3.6 80.12 3.7 23.

数字示波器和逻辑分析仪的原理及应用

数字示波器和逻辑分析仪的原理及应用 简介 当前电子产品的复杂性正随着数字电路和串行总线越来越多而提高,确定最优测试设备的边界正变得模糊。工程师正在处理“混合信号”设计,其中包含模拟技术和数字技术的重要组合。 设计人员日益希望可以在一台仪器中实现模拟域和数字域时间相关的设备。传统上,混合信号分析使用独立式示波器和逻辑分析仪完成,这种解决方案需要两台设备,因此并不实用,很难获得最佳效果。模拟波形和数字波形相关的需求导致了混合信号示波器的研制。示波器、混合信号示波器和逻辑分析仪之间有许多类似之处和差别。为了更好地了解这些仪器怎样满足各自的应用需求,我们有必要更详细地考察一下其各自的功能。 数字示波器 数字示波器是世界各地电子工程师使用的首选工具。设计人员对其操作方式满怀信心,并信任其测量结果。示波器的高采样速率和带宽使其能够捕获感兴趣信号的高分辨率视图。示波器为显示和测量各类电信号的模拟特点提供了理想的解决方案。示波器一般有两条或四条输入通道,可以对少量的模拟信号、数字信号和串行信号实现时间相关。 数字示波器应用 数字示波器应用广泛,包括:测量信号幅度和时序参数;测量信号边沿和电压,评估时序余量;测量电流;检测瞬态问题,如毛刺、欠幅脉冲、亚稳定跳变信号;检定信号完整性。 逻辑分析仪 逻辑分析仪为检验和调试复杂的数字电路提供了理想的工具。逻辑分析仪和示波器之间最明显的差异是通道数量。逻辑分析仪的通道数量在34条到几百条、甚至几千条之间,而典型示波器只有2~4条通道。 一个更本质的差别是逻辑分析仪采集信号的方式不同于示波器。示波器一般使用8位模数转换器(ADC)对信号采样,在示波器显示屏上真实地复现信号及其所有细微的模拟特点。

数字存储示波器的原理及使用

数字存储示波器的原理及使用示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象,便于人们研究各种电现象的变化过程。目前大量使用的示波器有两种:模拟示波器和数字示波器。模拟示波器发展较早,技术也非常成熟,其优点主要是带宽宽、成本低。但是随着数字技术的飞速发展,数字示波器拥有了许多模拟示波器不具备的优点:不仅具有可存储波形、体积小、功耗低,使用方便等优点,而且还具有强大的信号实时处理分析功能;具有输入输出功能,可以与计算机或其他外设相连实现更复杂的数据运算或分析。随着相关技术的进一步发展,数字示波器的频率范围也越来越高了,其使用范围将更为广泛因此,学习数字示波器的使用具有重要的意义。 实验目的 1. 了解数字示波器的工作原理; 2. 掌握数字示波器的使用方法; 3. 会用数字示波器测量未知信号的参数。 实验原理 数字存储示波器与模拟示波器不同在于信号进入示波器后立刻通过高速A/D转换器将模拟信号前端快速采样,存储其数字化信号。并利用数字信号处理技术对所存储的数据进行实时快速处理,得到信号的波形及其参数,并由示波器显示,从而实现模拟示波器功能。而且测量精度高,还可以存储和调用显示特定时刻信号。 一个典型的数字存储示波器原理框图如图1所示,模拟输入信号先适当地放大或衰减,然后再进行数字化处理。数字化包括“取样”和“量化”两个过程,取样是获得模拟输入信号的离散值,而量化则是使每个取样的离散值经A/D转换成二进制数字,最后,数字化的信号在逻辑控制电路的控制下依次写入到RAM(存储器)中,CPU从存储器中依次把数字信号读出并在显示屏上显示相应的信号波形。GPIB为通用接口总线系统,通过它可以程控数字存储示波器的工作状态,并且使内部存储器和外部存储器交换数据成为可能。 由此可见,数字示波器必须要完成波形的取样、存储和波形的显示,另外为了满足一般应用的需求,几乎所有微机化的数字示波器都提供了波形的测量与处理功能。 1. 波形的取样和存储 由于数字系统只能处理离散信号,所以必须对模拟连续波形先进行抽样,再进行A/D 转换。根据Nyquist定理,只有抽样频率大于要处理信号频率的两倍时,才能在显示端理想

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