示波器dso技术基础

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1、第二章：数字存储示波器技术基础知识（二）（DigitalStorageoscilloscopes-DSO)2.2DSO的功能和控制机构　　DSO有许多新的特性，这就使得DSO有许多模拟示波器没有的控制机构，下面我们将介绍若干最常见的控制机构。预触发和后触发　　在第一章中我们谈到，每次时基扫描都是由一个触发事件启动的。这样一来我们就只能观察分析触发时刻以后的信号变化情况。　　在很多应用场合，我们感兴趣的波形部分并不紧跟在引起稳定触发的信号部位的后面，而是在触发以后一段时间，或者甚至可能在触发之前。　　例如，当一个半导体器件被打开时，其输出

2、信事情的幅度可能很大，我们可以用它来触发示波器，但是，如果我们要研究该半导体器件开始导通的很小的输出信号时，我们就会发现，。这个信号太小因而不能准确的触发示波器。这就要求示波器具有所谓的预触发观察能力：即由一个信号（这里指那个大的输出信号）来触发示波器，而示波器显示触动发时刻之前的信号的能力，这就使得示波器能用多通道的波形详细地显示出一个系统的输入和输出信号，从而看出系统响应的因果关系。　　在另一些情况下，你可能想要详细地研究触发事件之后一段时间发生的信号有关部分。例如在研究一个方波的抖动的大小，就可以使用一台具有后触发延迟或后触发观察

3、能力的示波器。这时可以使用方波的一个沿来触发示波器，而把时基设置成很高的速度以显示抖动，其做法是：在示波器探测到触发事件时，启动一个后触发延迟计数器。将此计数器的计数时间设置成大约等于一个信号周期的时间。当此预先设计的定时时间结束以后，示波器就开始从方波的下一个上升沿开始的时刻开始采集。　　由于延迟计数器是一个非常稳定的石英晶体控制的数字时钟，它与被测信号无关、独立工作，所以被测16方波信号的抖动就会表现为示波器上采集到的上升沿位置的不稳定性。也就是说在各次采集过程中，由于方波的抖动，方波的上升沿将会在相对于触发事件不同时刻（即屏幕上的

4、不同位置）出现。触发位置　　具有预触发或后触发延迟能力的示波器必须具有某种方法来控制延迟时间的大小，这可以用触发位置控制机构来完成。这个控制机构可以控制屏幕上触发位置标记在屏幕上或者在采集记录中移动。　　在有些示波器中，触发位置只能设置为几个预先规定的数值，例如在采集的信号记录的开始、中间和结尾。但如示波器具有很宽的触发位置控制范围，使用起来将会是很方便的。因此绿扬集团公司开发DSO就具备用户将触发时刻设置在整个采集记录中的任何位置，并且触发位置还是连续可变的功能。毛刺捕捉图29所示的是一个带有快速的毛刺或尖峰的失真正弦波。产生这种波形

5、的原因可能是由于其它电路的干扰，也可能是由于连线离被测系统过近的缘故。这些毛刺常常会引起系统发生误动作。那么，我们能用示波器来发现这些毛刺吗？图29叠加了毛刺的正弦波16如果我们使用模拟示波器来观察，只有当毛刺信号是重复性的并且和主信号（即这个例子中的正弦波）同步时，我们才能看到毛刺信号。或者，如果我们的运气好，出现了很多的毛刺的朦胧形象。　　由于毛刺源于其它的电路系统，所以这些毛刺通常只是偶尔发生，并且和主信号不同步。　　那么，如果DSO，我们能发能这些毛刺吗？未必，首先我们必须确保示波器已准备好去捕捉这些快速毛刺。　　我们知道，DS

6、O在特定时刻对输入信号进行采样，如本章开头所述，采样点之间的时间间隔取决于时基设置。如果毛刺的宽度比示波器的时间分辨率还要小，那么能否捕捉到毛刺就看运气如何了。为了能够捕捉到毛，我们的办法就是峰值检测或毛刺捕捉。　　彩峰值检测的方法时，示波器将对信号波形的幅度连续地进行监测，并由正负峰值检测器将信号的峰值幅度暂地存贮起来。当示波器要显示采样点的时候，示波器就将正或负峰值检测器保存的峰值进行数字化，并将该峰值检测器清零。这样在示波器上就用检测到的信号的正，负峰值代替了原来的采样点数值。因此，峰值检测的方法能够帮助我们发现由于使用的采样速率

7、过低而丢失的信号或者由于假象而引起失真的信号。峰值检测的方法对于捕捉调制信号，例如图30所示的AM波形，也是非常有用的。为了显示这类信号，必须将示波器的时基设置得和调制信号在频率相配合，而在这种信号中，调制信号的频率通常在音频范围但载波频率通常为455KHz或者更高。在这种情况下，不使用行刺捕捉功能，就不能正确地采集信号，而使用了毛刺捕捉功能就可以看到类似模拟示波器所显示的波形。图30使用和不使用峰值检测模式两种情况下捕捉到AM调制信号波形16示波器上的峰值检测功能是通过硬件（模拟）峰值检测器的方法或者快速采样的方法来实现的，模拟峰值检

8、测器是一个专门的硬件电路，它以电容上电压的形式存贮信号的峰值，这种缺点是速度比较慢，它通常只能存贮宽度大于几个微秒且具有相当幅度的毛刺。　　数字式峰值检测器围绕ADC而构成，这时ADC将以可能的最高采样速率