示波器數(shù)字電路所引起的顯示差異

示波器數(shù)字電路所引起的顯示差異
  除了放大器等模擬電路部分外，示波器的不同也體現(xiàn)在數(shù)字電路部分上。日本一家提供測(cè)試測(cè)量儀器租賃服務(wù)的公司表示：“不同廠商在數(shù)字示波器的內(nèi)部計(jì)算方面都具有各自的專業(yè)技術(shù)，因此，各產(chǎn)品顯示波形的準(zhǔn)確度也有所不同�！�  
      由于波形更新速度不足時(shí)，視頻信號(hào)很難重現(xiàn)原有波形，因此，從視頻信號(hào)的顯示上很容易就能看出各款產(chǎn)品之間因數(shù)字電路的不同而造成的顯示差異(見圖5b)。 
具有超高性能的模擬示波器的波形更新速度可高達(dá)100萬次/秒，普通模擬示波器的波形更新速度也有數(shù)萬至數(shù)十萬次/秒，所以模擬示波器在顯示視頻信號(hào)時(shí)一般不會(huì)因?yàn)椴ㄐ胃�新速度不足而出現(xiàn)問題。 
       數(shù)字示波器的波形更新速度則相對(duì)較慢。在顯示捕獲到的數(shù)據(jù)時(shí)，示波器需要通過微處理器和DSP等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這個(gè)處理所需的時(shí)間即決定了示波器的波形更新速度。在數(shù)字示波器中，某些具備高速處理電路的高價(jià)位產(chǎn)品也可以提供數(shù)十萬次/秒的波形更新速度。 
      但對(duì)于低價(jià)位數(shù)字示波器產(chǎn)品來說，很多廠商都沒有在數(shù)據(jù)手冊(cè)中標(biāo)明產(chǎn)品的波形更新速度。雖然可以通過咨詢廠商而得到該數(shù)值，但通常只有數(shù)十至數(shù)千次/秒，不同產(chǎn)品之間還存在不小的偏差(見表2)。如果利用波形更新速度僅為數(shù)百次/秒的產(chǎn)品來顯示視頻信號(hào)，通常無法完整顯示出原有波形。例如，如果只是顯示一張彩色圖表，那么波形更新速度只需1000次/秒即可正常顯示；但如果要顯示模擬視頻信號(hào)，就需要1萬～10萬次/秒的波形更新速度。 
      當(dāng)需要利用示波器來觀測(cè)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)部件中的PWM(脈寬調(diào)制)、PAW(脈幅調(diào)制)等控制波形時(shí)，波形更新速度也非常重要。此次也在100kHz～500kHz的頻率范圍內(nèi)對(duì)5款低價(jià)位數(shù)字示波器產(chǎn)品進(jìn)行了測(cè)試，令其顯示振幅變化70%的100Hz掃描信號(hào)。結(jié)果顯示，波形更新速度低于幾百次/秒的產(chǎn)品無法跟上掃描速度。 
除了視頻信號(hào)和電機(jī)控制信號(hào)以外，示波器在測(cè)量傳感器的輸出或低速串行信號(hào)等時(shí)，也需要較高的波形更新速度。有些傳感器輸出數(shù)字信號(hào)，會(huì)將模擬值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)脈沖，如果要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，就需要1000次/秒的波形更新速度。而對(duì)于輸出模擬信號(hào)的傳感器來說，較低的波形更新速度即可滿足需求。 
      測(cè)量I2C與SPI等低速串行信號(hào)時(shí)，如果要確認(rèn)數(shù)據(jù)改變的時(shí)序，那么也必須選擇波形更新速度為100～1000次/秒的產(chǎn)品。在這種情況下，雖然波形更新速度越高越好，但如果帶寬僅為100MHz，那么速度再高也沒有太大意義。如果想獲得更詳細(xì)的信息，就應(yīng)該選用高價(jià)位的示波器產(chǎn)品。 
廠商的目標(biāo)應(yīng)用不同  
      在示波器走向數(shù)字化之后，雖然大部分主要部件都可以選用通用產(chǎn)品，但由于各廠商的目標(biāo)應(yīng)用不同，因此在元器件選擇、電路設(shè)計(jì)等其它方面也有差別。在極限測(cè)量情況下，波形質(zhì)量也會(huì)不同。  電阻測(cè)試儀| 電阻計(jì)| 電表| 鉗表| 高斯計(jì)| 電磁場(chǎng)測(cè)試儀| 電源供應(yīng)器| 電能質(zhì)量分析儀| 多功能測(cè)試儀| 電容表| 電力分析儀
     目前的趨勢(shì)是，主要生產(chǎn)低價(jià)位產(chǎn)品的新興廠商希望能夠提供更多的功能及更好的性能，而巨頭廠商則希望能夠?qū)��?yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行細(xì)分。泰克(日本)公司市場(chǎng)經(jīng)理柴崎裕士表示：“我們提供用于觀測(cè)波形的低價(jià)位示波器，其功能僅限于觀測(cè)信號(hào)值(電壓)、頻率、周期等。如果需要進(jìn)行更多分析，我們則可提供波形更新速度更快、存儲(chǔ)深度更大的產(chǎn)品。”安捷倫公司的佐藤利宏也表示：“如果需要測(cè)量模擬電視信號(hào)，我們推薦波形更新速度高達(dá)10萬次/秒的高端產(chǎn)品�！� 
      在選擇低價(jià)位數(shù)字示波器時(shí)，用戶必須充分了解自己的測(cè)量需求。低價(jià)位示波器的目標(biāo)應(yīng)用通常可以分為兩類，一類是用于在調(diào)試嵌入式軟件時(shí)觀測(cè)低速數(shù)字信號(hào)的波形以確認(rèn)高電平/低電平時(shí)序，另一類是用于取代具有同樣帶寬的模擬示波器。 
      對(duì)于第一類應(yīng)用，由于波形質(zhì)量不太重要，因此只要選擇帶寬合適的示波器即可。此外，有些數(shù)字示波器產(chǎn)品是專門針對(duì)這種應(yīng)用開發(fā)的，這些產(chǎn)品沒有采用具有較高性能的部件，從而降低了整體成本。廠商還可將節(jié)約的部件成本用來擴(kuò)大存儲(chǔ)深度或增加通道，以確保測(cè)量時(shí)間。對(duì)于第二類應(yīng)用，就像在過驅(qū)動(dòng)測(cè)量與視頻信號(hào)測(cè)量的例子中所看到的那樣，不是所有產(chǎn)品都具有足夠的性能以應(yīng)對(duì)必需的測(cè)量要求。