数字示波器数字信号采集处理技术.pptx

【数字示波器数字信号采集处理技术】 数字示波器是一种现代电子测量设备，它能够捕获、存储和分析各种电气信号。数字存储示波器（DSO）的核心功能是将输入的模拟信号通过模数转换（A/D）转变为数字信号，以便在内存中存储和后续处理。本篇主要讨论数字示波器的信号采集处理技术，包括采样方式、采样速率、采样存储器、记录长度、有效比特分辨率以及触发功能。 1. **采样方式** - **实时采样**：遵循奈奎斯特定理，即采样频率至少为信号最高频率的两倍，确保信号的无损重建。实时采样按照时间顺序连续采集每个周期的样本。 - **随机采样**：非同步于信号的采样方法，通过多个周期的样本积累恢复波形。每个周期的采样点随机分布，但因信号的周期性，可组合恢复特定波形段。 - **顺序采样**：适用于数字取样示波器，以低采样速率捕获高带宽信号。每次采样间隔固定，需要长时间获取足够样本。 2. **采样速率**：表示单位时间内采样点的数量或信息率。可以是采样次数（如20MSa/s）、采样频率（如20MHz）或每秒存储的数据位数。对于8位A/D转换器，信息率与采样率成正比。 3. **采样存储器**：存储器必须与采样速率同步接收数据，通常采用循环存储结构，以FIFO（先进先出）方式存储数据。预采样允许在触发事件发生前保存数据，以便观察触发前的波形。 4. **记录长度**：由采样时间和采样速率决定，表示可存储的采样点数。记录长度与扫速、采样速率的关系可通过公式表示，以确定合适的数据量。 5. **有效比特分辨率**：数字示波器的垂直分辨率由A/D转换器的比特数决定，一般为8bit。比特分辨率直接影响显示的精度和细节。 6. **触发功能**：触发信号是选择和定位存储器中特定波形片段的关键。它可以设置在特定条件（如电压阈值、边沿检测等）下触发，帮助用户分析感兴趣的信号段。 数字示波器的信号采集处理技术涉及多个方面，从采样策略到数据存储和显示，每个环节都对测量结果的准确性和实用性起到关键作用。在电子测量与检验技术中，理解这些技术原理对于正确使用和优化示波器的性能至关重要。