儲存示波器是一種用途十分普遍的電子測量儀器。俗話說,電是看不見摸不著的。但是示波器可以幫我們“看見”電信號,便于人們研究各種電現象的變化過程。所以示波器的核心功能,就和他的名字一樣,是顯示電信號波形的儀器,以供工程師查找定位問題或評估系統性能等等。而波形,也有多種定義,比如時域或者頻域的波形,對于示波器而言,大多數時候測量的是電壓隨時間的變化,也就是時域的波形。因此,示波器可以分析被測點電壓變化情況,從而被普遍的應用于各個電子行業及領域中。
一般我們業內對示波器的分類只按模擬示波器和數字示波器來分,有些廠家可能為了突出其示波器的某項功能給其命名為其他名字,比如數字熒光示波器等。但其本質原理依然逃不出這2大示波器類別。
數字示波器很多時候都被叫做數字存儲示波器,因為數字示波器中重要的一環,就是把ADC采集的數據存儲起來。現代數字示波器采集數據的主要過程我們通過這塊麥科信STO1104C智能示波器的主板進行直觀了解:
信號通過探頭衰減成合適比例送入示波器前端。示波器能測多大電壓一般取決于探頭,探頭通過衰減可以把上萬伏的電壓信號變成幾十伏。
信號通過耦合電路到達前端衰減器和放大器,示波器軟件上表現為調節垂直檔位,使得波形盡量占滿整個屏幕,從而提高垂直精度,使測量更準確。前端部分很大程度上決定了示波器的第一指標:帶寬。
收到觸發指令后,存儲器再把數據交給ARM處理器處理
ARM處理器將數據處理后通過顯示接口將數據輸出至顯示屏展示給使用者。通過計算,示波器還能模仿出類似模擬示波器的多級輝度顯示,以及數字示波器特有的色溫顯示效果,余暉顯示效果。
示波器處理完數據后,可以把當前的波形圖像或者是數據保存到存儲器中,要注意這里的存儲完全不同于存儲深度的高速存緩,大多數示波器采用外部存儲器如U盤,SD卡,電腦等,現在一些現代化的示波器會內置大存儲可以直接保存在示波器里。
這個過程中,都是并行處理的。
由于數字示波器處理速度的制約,所以它并不能保證被測信號的波形能連續不斷地實時顯示在屏幕上,顯示的兩個波形之間會有波形數據丟失,也即所說的死區時間,這也是數字示波器相比較于模擬示波器的最大缺點了。不過,隨著示波器運算能力的增強,波形捕獲率的不斷上升,這一缺點也在被慢慢彌補。