数字存储示波器的原理和应用

测试仪器 · 发表于 2024-12-30 14:11:00

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数字存储示波器（Digital Storage Oscilloscope，简称DSO）是一种采用数字电路进行模/数转换，并通过存储器实现对触发前信号进行记忆的一种具备存储功能的数字化设备。以下是对其原理及应用的详细介绍：

一、原理

信号采集与数字化：
- 当信号进入数字存储示波器后，示波器会按一定的时间间隔对信号电压进行采样。
- 采样得到的模拟信号经过模/数变换器（ADC）进行数字化处理，生成代表每一个采样电压的二进制字。
信号存储与处理：
- 数字化后的信号被存储在示波器的存储器（如RAM）中。
- 示波器内部的微处理器可以对存储的信号进行各种处理，如测量、分析、显示等。
信号显示：
- 当需要观察存储的信号时，微处理器会从存储器中按原顺序取出数字信号。
- 这些数字信号经过数/模转换器（D/A）转换回模拟信号，并经过放大后送到示波器的阴极射线管（CRT）或其他显示设备上显示出来。
触发机制：
- 示波器通常具有触发功能，可以根据设定的触发条件（如信号电压达到某值并处于上升沿）开始采集和显示信号。
- 触发机制确保了示波器能够稳定地显示信号波形。

二、应用

波形观测与比较：
- 数字存储示波器可以观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号，以及不同时间不同地点观测到的信号。
- 它还可以同时显示不同时间或相同时间发生的几个波形，便于对波形进行仔细分析和研究。
数据存储与传输：
- 由于数字存储示波器以数字形式存储信号波形，因此可以长时间地保存信号数据。
- 这些数据可以通过标准接口（如GPIB接口）传输到计算机或其他外部设备上进行进一步的分析和处理。
测量与分析：
- 数字存储示波器具有高精度的测量功能，可以测量信号的频率、幅值、上升时间等参数。
- 它还可以对存储的信号进行各种数字处理分析，如平均选加、信号的相关处理、频谱分析、能谱分析和FFT分析等。
自动化测试：
- 数字存储示波器通常具有程控和遥控能力，可以通过编程实现自动化测试。
- 这使得它在生产线测试、自动测试系统等领域具有广泛的应用前景。

综上所述，数字存储示波器以其独特的原理和广泛的应用领域，在电子测量领域发挥着重要作用。

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[技术讨论] 数字存储示波器的原理和应用