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示波器按照信號(hào)的不同分類
模擬示波器采用的是模擬電路(示波管,其基礎(chǔ)是電子槍)電子槍向屏幕發(fā)射電子,發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束,并打到屏幕上。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì),這樣電子束打中的點(diǎn)就會(huì)發(fā)出光來(lái)。數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高的性能示波器。數(shù)字示波器的工作方式是通過(guò)模擬轉(zhuǎn)換器(ADC)把被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,并對(duì)樣值進(jìn)行存儲(chǔ),存儲(chǔ)限度是判斷累計(jì)的樣值是否能描繪出波形為止,隨后,數(shù)字示波器重構(gòu)波形。數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO),數(shù)字熒光示波器(DPO)和采樣示波器。模擬示波器要提高帶寬,需要示波管、垂直放大和水平掃描全方面推進(jìn)。數(shù)字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉(zhuǎn)換器的性能,對(duì)示波管和掃描電路沒(méi)有特殊要求。加上數(shù)字示波管能充分利用記憶、存儲(chǔ)和處理,以及多種觸發(fā)和超前觸發(fā)能力。廿世紀(jì)八十年代數(shù)字示波器異軍突起,成果累累,大有全方面取代模擬示波器之勢(shì),模擬示波器的確從前臺(tái)退到后臺(tái)。
示波器的基本組成
從上一小節(jié)可以看出,只要控制X軸偏轉(zhuǎn)板和Y軸偏轉(zhuǎn)板上的電壓,就能控制示波管顯示的圖形形狀。我們知道,一個(gè)電子信號(hào)是時(shí)間的函數(shù)f(t),它隨時(shí)間的變 化而變化。因此,只要在示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個(gè)與時(shí)間變量成正比的電壓,在y軸加上被測(cè)信號(hào)(經(jīng)過(guò)比例放大或者縮小),示波管屏幕上就會(huì)顯示出被測(cè)信 號(hào)隨時(shí)間變化的圖形。電信號(hào)中,在一段時(shí)間內(nèi)與時(shí)間變量成正比的信號(hào)是鋸齒波。
示波器的基本組成框圖如圖2所示。它由示波管、Y軸系統(tǒng)、X軸系統(tǒng)、Z軸系統(tǒng)和電源等五部分組成。
示波器捕獲的噪聲波形進(jìn)行FFT變換的關(guān)鍵點(diǎn)
示波器捕獲的噪聲波形進(jìn)行FFT變換,有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要注意。
1、根據(jù)耐奎斯特抽樣定律,變換之后的頻譜展寬(Span)對(duì)應(yīng)與原始信號(hào)的采樣率的1/2,如果原始信號(hào)的采樣率為1GS/s,則FFT之后的頻譜展寬較多是500MHz;
2、變換之后的頻率分辨率(RBW Resolution Bandwidth)對(duì)應(yīng)于采樣時(shí)間的倒數(shù),如果采樣時(shí)間為10mS,則對(duì)應(yīng)的頻率分辨率為100Hz;
3、頻譜泄漏,即信號(hào)頻譜中各譜線之間相互干擾,能量較低的譜線容易被臨近的高能量譜線的泄漏所淹沒(méi)。避免頻譜泄漏可以盡量采集速率與信號(hào)頻率同步,延長(zhǎng)采集信號(hào)時(shí)間及使用適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)。
示波器中什么是功率因數(shù)?如何如何測(cè)量?
﹨n ﹨n功率因數(shù):在直流電路里,電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里,電壓乘電流是視在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)將小于視在功率。有功﹨n功率與視在功率之比叫做功率因數(shù),以COSΦ表示,其實(shí)簡(jiǎn)單的測(cè)量方式就是測(cè)量電壓與電流之間的相位差,得出的結(jié)果就是功率因數(shù)。