模擬示波器和數(shù)字示波器的區(qū)別是什么
2021/2/21  10:48:17

  無論是模擬示波器還是數(shù)字示波器,其作用都是用于測(cè)量信號(hào)。雙方主要都是以時(shí)域?yàn)榛A(chǔ)觀察信號(hào)。由于信號(hào)在不同時(shí)間點(diǎn)是變化的,因此示波器里的縱橫坐標(biāo)軸分別代表信號(hào)的電壓值和所處的時(shí)間。我們也可以從示波器的屏幕上觀察到信號(hào)的異常和噪聲等。

  數(shù)字示波器相對(duì)于模擬示波器的原理性差別,在于數(shù)字示波器是通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理顯示的。數(shù)字示波器把信號(hào)數(shù)字化后,除了顯示信號(hào)的樣子,還可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種計(jì)算,因此數(shù)字示波器的功能也是更多。老式的模擬示波器往往采用陰極射線顯像管CRT來顯示信號(hào),老的數(shù)字示波器也是采用CRT,不過目前現(xiàn)代化的數(shù)字示波器一般都已經(jīng)采用LCD液晶顯示屏了。由于這2者并沒改變示波器的原理,因此業(yè)內(nèi)不存在CRT示波器和LCD示波器的叫法。

  帶寬

  示波器的前端衰減器和放大器決定了示波器的帶寬,示波器的帶寬決定了示波器最大能測(cè)量的信號(hào)頻率范圍。按照定義,100M帶寬的示波器測(cè)量100MHz頻率,1V的正弦波,信號(hào)大小會(huì)衰減到0.707V。如果你拿一個(gè)50M帶寬的示波器去測(cè)500M頻率的正弦波,信號(hào)是絕對(duì)會(huì)失真無疑的。根據(jù)示波器帶寬的理論,假設(shè)我們測(cè)量的信號(hào)最大頻率在20MHz,那么購買100MHz以上帶寬的示波器即可。

  采樣率和存儲(chǔ)深度

  ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器和RAM高速存儲(chǔ)器影響著示波器的另外兩大指標(biāo):采樣率和存儲(chǔ)深度。根據(jù)奈奎斯特(Nyquist)定律, 如果被測(cè)信號(hào)帶寬是有限的,那么在對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣和量化時(shí),如果采樣率是被測(cè)信號(hào)帶寬的2倍以上,就可以完全重建或恢復(fù)出信號(hào)中承載的信息而不會(huì)產(chǎn)生混疊。事實(shí)上,市面上的示波器采樣率一般都在帶寬的5倍以上。

  這里需要注意的是等效采樣率和實(shí)時(shí)采樣率的區(qū)別,一般價(jià)格特別低的示波器如果標(biāo)注的采樣率卻很高,就要特別注意廠家標(biāo)注的是不是等效采樣率。

  示波器的采樣率 = 存儲(chǔ)深度 ÷ 波形記錄時(shí)長

  所以你看,示波器的采樣率是隨著波形記錄時(shí)長而改變的,而其改變的快慢受存儲(chǔ)深度影響,示波器的存儲(chǔ)深度越大,在長時(shí)間記錄信號(hào)的時(shí)候,采樣率就越不容易降低。

  垂直分辨率

  大多數(shù)示波器的垂直分辨率都在8位,這意味著電壓值可以被分為256份,如果測(cè)量的電壓在±1V范圍內(nèi),那么每份最大可以被精細(xì)到7.8125mV, 這對(duì)分析數(shù)字信號(hào)來說也足夠了。

  8位ADC的直流增益精度一般在±2到3%以內(nèi)。

  觸發(fā)

  示波器的觸發(fā)功能乃示波器的靈魂功能,正是因?yàn)橛辛怂,我們才可以穩(wěn)定的觀察波形,否則信號(hào)無時(shí)不刻在屏幕里變化,我們也就無法分析信號(hào)做出判斷了。

  大多數(shù)示波器有的觸發(fā)功能就是邊沿觸發(fā),這也是最基礎(chǔ)的。但也有一些示波器會(huì)提供更加豐富的觸發(fā)方式,可以滿足用戶多樣化的信號(hào)觸發(fā)需求。

  測(cè)量范圍

  一般來說,由于探頭衰減比的存在,示波器能測(cè)多大電壓只和示波器探頭有關(guān)。比如測(cè)量上千伏的高壓,就要選購高壓探頭,示波器標(biāo)配的探頭一般只能測(cè)量幾百伏的峰值。

  但是也要注意查看示波器的通道衰減比選擇,以及示波器的通道垂直檔位范圍。先把示波器通道衰減比打到1X,查看垂直檔位范圍,比如1mV/div-10V/div。然后根據(jù)示波器可以設(shè)置的通道衰減比就可以知道示波器的電壓測(cè)量范圍了。

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