隨著芯片技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代的數(shù)字存儲示波器功能越來越復(fù)發(fā),也能夠提供更強大的性能和測量分析功能,具備非常復(fù)雜的信號采集和信號處理系統(tǒng),現(xiàn)代的數(shù)字存儲器主要由五個部分組成(產(chǎn)品圖如下):
1、放大器和衰減器
信號通過探頭或者測試電纜進(jìn)入示波器內(nèi)部,首先經(jīng)過的-放大器和衰減器,對于數(shù)字存儲示波器來說,前端的放大器和衰減器等電路還都是模擬電路,這部分原理和模擬示波器區(qū)別并不大,它們會決定其寬帶(示波器的寬帶單位Hz),目前市面上**已經(jīng)可以達(dá)到幾十GHz了,超過100GHz帶寬的實時示波器也正在研發(fā)中。
2、模數(shù)轉(zhuǎn)換
通過前端的放大器和衰減器把信號調(diào)整到合適的幅度,就會進(jìn)入到-數(shù)字化,這個過程就是通過ADC完成的,以很高的采樣率對被測信號進(jìn)行采樣,把輸入的連續(xù)變化的電信號轉(zhuǎn)換成一個個離散的數(shù)字化樣點。
3、存儲器
采樣率都很高,通常都在每秒鐘幾十億次甚至幾百億次,雖然現(xiàn)在FPGA,DSP,CPU的工作速度和數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)非常強大了,但是現(xiàn)在的技術(shù)仍然做不到一秒鐘內(nèi)實時處理完幾十億甚至幾百億個樣點的數(shù)據(jù)。因此在ADC后面都有高速緩存,用來臨時存儲采樣的數(shù)據(jù),這些緩存也被稱為內(nèi)存。緩存的大小通常被稱為內(nèi)存深度,及樣點數(shù),也是關(guān)鍵指標(biāo)之一,單位是Sample,決定了一次連續(xù)采集所能猜到的大樣點數(shù)。其內(nèi)存是非常高速的緩存,或者是通過高速解復(fù)用芯片控制的告訴存儲器,單位存儲間的實現(xiàn)成本很高,因此擴展存儲深度的價格非常昂貴。
4、波形重建
先把一段數(shù)據(jù)采集到告訴緩存中,然后停止采集,再由后面的處理器將緩存中的數(shù)據(jù)取出進(jìn)行內(nèi)插,分析,測量,顯示。
5、波形展示
數(shù)據(jù)經(jīng)過處理器中處理后,紅要顯示在示波器的屏幕上才能被人眼所看到,顯示屏可以采用CRT或者是液晶顯示屏。
小編結(jié)尾:
示波器的發(fā)展趨勢主要有幾個方面:
對于10GHz以上的示波器來說,寬帶,采樣率都在朝更高的地方發(fā)展了。
對于1~10GHz的示波器來說,分辨率,低噪聲,抖動等也將提升,對應(yīng)提升產(chǎn)品的測量精度和分析能力。
對<1GHz的示波器來說,除了簡單的測試,生產(chǎn)教學(xué),更多的是往多功能靠近,更加方便快捷及多功能。
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