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使用虚拟示波器注意的问题

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虚拟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。由于虚拟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。


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。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;
  •采用自动设置(Autoset);
  •试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式,因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值,而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值,这两种方法都能检测到较快的信号变化。

  •如果示波器有Insta Vu采集方式,可以选用,因为这种方式采集波形速度快,用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。

2.采样速率与t/div的关系

  每台虚拟示波器的最大采样速率是一个定值。但是,在任意一个扫描时间t/div,采样速率fs由下式给出:
      fs=N/(t/div)       N为每格采样点
  当采样点数N为一定值时,fs与t/div成反比,扫速越大,采样速率越低。

  综上所述,使用虚拟示波器时,为了避免混迭,扫速档最好置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺,扫速档则最好置于主扫速较慢的位置

 虚拟示波器的上升时间

在模拟示波器中,上升时间是示波器的一项极其重要的指标。而在虚拟示波器中,上升时间甚至都不作为指标明确给出。由于虚拟示波器测量方法的原因,以致于自动测量出的上升时间不仅与采样点的位置相关,如图2中a表示上升沿恰好落在两采样点中间,这时上升时间为数字化间隔的0.8倍。图2中的b的上升沿的中部有一采样点,则同样的波形,上升时间为数字化间隔的1.6倍。另外,上升时间还与扫速有关,下面是TDS520B测量同一波形时的一组扫速与上升时间的数据:
表2扫速与上升时间
t/div(ms)502010521tr(μs)800320160803216
  由上面这组数据可以看出,虽然波形的上升时间是一个定值,而用虚拟示波器测量出来的结果却因为扫速不同而相差甚远。模拟示波器的上升时间与扫速无关,而虚拟示波器的上升时间不仅与扫速有关,还与采样点的位置有关,使用虚拟示波器时,我们不能象用模拟示波器那样,根据测出的时间来反推出信号的上升时间。


下图为DSO2902A虚拟示波器采集一方波时的上升时间波形

从示图可以看出,此波形的上升时间为3.2uS。
DSO2902A虚拟示波器还具有以下特点:
1. 体积小巧,携带方便。
2. 功能丰富。集成时波器,信号发生器,逻辑分析仪。
3. 1024K采样点(单通道),512K采样点(双通道)。
4. 触发方式:上边沿触发,下边沿触发,电平触发,眼图触发。
5. 光标测量电压,时间。
6. 自动测量频率,周期,最大值,最小值,峰峰值,有效值。
7. 加,减,X-Y,FFT等多种波形运算功能。
8. 无限量存储波形,数据,图片方便查看,分析,处理。
9. 具有二次开发包,可用于labview,VB,VC调用开发。
10. 可当数据采集卡,集成2路8位数据采集器,14路数字IO,1路10位DA虚拟信号源。

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