现代电子测量技术第三章波形测量.ppt

3.5.2 数字存储示波器 6．数字存储示波器的主要部件及要求（续） （2）存储器 可将高速采集的数据分路变为低速数据进行存储以降低对存储速度的要求。 第九十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.5.2 数字存储示波器 6．数字存储示波器的主要部件及要求（续） （3）控制系统 单处理器系统：仅有一个CPU，加上在CPLD或FPGA等数字逻辑的管理下进行工作的高速时钟电路。 多处理器系统：由多个CPU完成数据采集、数据处理、显示、人机控制等功能。 第九十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.5.2 数字存储示波器 ７．高速信号采集技术 （1）CCD器件和A/D相结合 对被测信号进行非实时取样后借助CCD进行信号的模拟存储。然后将CCD中存储的信号读出并进行A/D转换，其结果存入RAM。 第九十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.5.2 数字存储示波器 ７．高速信号采集技术（续） （2）扫描交换管和A/D相结合 将高速信号存储在扫描变换管的靶面上，然后通过电子扫描靶面以图像信号输出的形式取出存储信号，并经A/D转换将数字化结果存入存储器。 （3）等效取样和A/D相结合 采用等效取样的方法将高速信号变为低速信号，对此低速信号进行采集、存储就可能完成测量任务。 第九十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日 ７．高速信号采集技术（续） （4）多通道组合 将多个通道的采集能力均用于一个通道对被测信号进行采集。 第九十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.3.5 示波器的多波形显示 2．多踪示波（续) 断续方式（CHOP）：适用于被测信号频率较低的情况。 第六十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4 取样示波器 3.4.1 概述 1．取样的基本概念 取样就是从被测波形上取得样点的过程。 取样分为实时取样和非实时取样两种。 从一个信号波形中取得所有取样点，来表示一个信号波形的方法称为实时取样。 从被测信号的许多相邻波形上取得样点的方法称为非实时取样，或称为等效取样。 第六十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.1 概述 1．取样的基本概念 实时取样示意图 第六十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.1 概述 1．取样的基本概念 非实时取样示意图 第六十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.1 概述 2．取样原理 核心电路取样保持器示意图 两个取样脉冲的时间间隔为 ，由于波形包络所经历的时间变长了，故可用低频示波器显示较高频率的信号。 第六十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.1 概述 2．取样原理（续） 步进间隔Δt与信号最高频率fh应满足取样定理 非实时采样只适用于周期性信号。 顺序进行的取样称为顺序取样；否则称为随机取样。 第六十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.1 概述 3 显示原理 顺序取样示波器中的水平扫描信号为阶梯波电压，阶梯持续时间，阶梯数对应屏幕上显示的不连续的光点数。 第六十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.2 取样示波器的组成及工作原理 1.取样示波器的基本框图 第六十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.2 取样示波器的组成及工作原理 2.取样示波器的垂直通道 垂直通道由延迟线、延长门和Y放大器等电路组成，最关键的电路是取样电路，它产生正比于取样值的阶梯电压。下图为常用的闭环取样电路组成框图。 第六十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.2 取样示波器的组成及工作原理 2.取样示波器的垂直通道（续） 第一个取样脉冲到来时，取样门闭合，输入的被测信号对取样电容Cs充电； 然后该电压被送到交流放大器A放大，在延长门闭合期间对保持电容Cm充电； 最后保持电压经过反馈电路送回取样电容Cs，故取样电容Cs上最终得到的电压为 （K为取样门的传输函数）。 若kAβ=1，则取样电路的输出电压值正比于输入电压的取样值。 第七十页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.2 取样示波器的组成及工作原理 2.取样示波器的垂直通道（续） 第二个取样脉冲到来时，取样门闭合，输入的被测信号与cs上的电压ui1之差给取样电容Cs充电，充电的电压值经过传递系数K和增益A后，将在保持电容上与前一次的输出信号叠加，得到uo2为 取样电路的输出是由离散的、与被测信号成正比的阶梯波构成的。 第七十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日 3.4.2 取样示波器的组成及工作原理 3.取样示波器的水平