介紹

 

　　當(dāng)考慮購買新的示波器時，用戶往往會提出許多問題。比如，應(yīng)當(dāng)選擇哪種示波器？需要多寬的帶寬？模擬示波器能夠滿足工作需要嗎？還是需要一臺DSO？
　　另一個人們經(jīng)常問的問題是："DSO能夠滿足我的工作需要嗎？"換句話說，DSO能完成我原來用模擬示波器所作的所有測量工作嗎？
　　遺憾的是對所有這些問題并沒有一個簡潔的答案。問題的答案完全取決于要進行的測量工作和要測量的信號。在有些情況下模擬示波器比現(xiàn)有的DSO都要好，現(xiàn)在讓我們來考察若干主要的思考原則。

 

  　簡單重復(fù)性信號

 

　　使用模擬示波器和DSO通常都能很好地觀察簡單重復(fù)性信號。但是兩者都有其優(yōu)點和局限性。對于模擬示波器來說，由于CRT的余輝時間很短，因而難于顯示頻率很低的信號。由于示波管上的掃跡亮度和掃描速度成反比，所以具有快速上升、下降時間的低重復(fù)速率信號就很難看到。而DSO的掃跡亮度和掃描速度與信號重復(fù)速率無關(guān)。隨著被測信號情況的不同，這個特點可能是優(yōu)點也可能是缺點。
　　對于顯示具有足夠高重復(fù)速率的重復(fù)性信號的快速沿來說，DOS和模擬示波器的性能幾乎沒有什么區(qū)別。用兩種示波器都能很好的觀察信號波形。
　　當(dāng)要進行信號參量的測量時，DSO的優(yōu)點在于具有自動測量的能力。而使用模擬示波器時，用戶必須自己設(shè)置光標(biāo)、分析理解顯示的波形才能得到測量的結(jié)果。
　　如果要進行調(diào)整工作，那么一般最好使用模擬示波器。這是因為模擬示波器的實時顯示能力使它在每時刻都能顯示出輸入的電壓。其波形更新速率（每秒鐘在屏幕上描畫掃跡的次數(shù)）很高，在高掃描速度時可以遠超過100000次掃描/秒。所以信號的任何變化都會立即顯示出來。而且有些領(lǐng)事的變化會在顯示屏幕上以波形亮度變化的形式表現(xiàn)出來。
　　與模擬示波器相反，DSO所顯示的是用采集的波形數(shù)據(jù)重建的波形。每秒鐘采集波形的閃數(shù)遠低于100次。在有些示波器上，每秒鐘采集波形的次婁法超過去5次。結(jié)果在信號發(fā)生變化和變化了的信號在屏幕上顯示出來之間就有了明顯的時間延遲。當(dāng)對系統(tǒng)進行調(diào)整工作時，這是使用DSO的重大缺點。

 

  　比較復(fù)雜的重復(fù)性信號

 

　　上述的簡單重復(fù)性信號可以在很多電子學(xué)領(lǐng)域中見到，但是這些信號常常用來作為信息的載體。為此目的可以有多種形式，例如正弦波、泳沖、斜波或階梯波等，而且多種調(diào)制信號和多種調(diào)制方式常�？赡芡瑫r使用。
　　一個常見的復(fù)雜模擬信號的實例就是全電視信號。此信號由多種不同頻率，不同幅度的分量構(gòu)成，既包括脈沖，也包括正弦波，于加上為表示彩色信息而進行了相移的另外的正弦波。對于這樣的情況，模擬示波厭的DSO都有其自己特別的優(yōu)點，各自都能對信號的不同部分進行最佳節(jié)觀察。
　　例如，模擬示波器具有限的分辯率和每秒鐘很高的掃描次數(shù)，它能顯示出波形在時間止的頒波形掃描上的這度變化正比于信號在某一特定持續(xù)的時間，這就很好的顯示出彩色調(diào)制的情況。由于示波器具有很高的波形更新速率（第秒鐘的掃描次數(shù)很高），所以它能立即顯示出對系統(tǒng)進行調(diào)整的效果。
　　使用DSO時，由于其采樣點數(shù)有限以及沒有亮度的變化，使得很多波形細節(jié)信息無法顯示出來，雖然有些DSO可能具有兩上或多個亮度層次，但這只是相對意義上的區(qū)別，再加上示波器有限的顯示分辨率，使它仍然不能重現(xiàn)模擬顯示的效果。
　　圖38給出了使用模擬示波器顯示全電視信號的情況。請注意其中豐富的波形細節(jié)和亮度變化的情況。圖39給出的是在DSO的典型光柵掃描CRT上顯示相同信號的情況。

 

 

圖38 在模擬示波器上看到的視頻信號

 

 

圖39 在數(shù)字存儲示波器上看到的同一個視頻信號

 

如果只要顯示一行視頻信號的小部分，例如某一特定行中的TV發(fā)送測試信號、圖文電視數(shù)據(jù)或者某一特定行上的采色脈沖群，那么最好DSO。如果使用模擬示波器，則由于相對比較低的信號重復(fù)速率，再加上要觀察的信號部分本身時間很短，很容易導(dǎo)致顯示的畫面太暗而難以看見。而DSO則不論信號的重復(fù)速率高低具有一致的亮度，因而能以很高的這度顯示此信號。
　　如果重復(fù)性的淺薄形中還包含著寬度很窄的尖峰或毛刺，那么使用模擬示波器觀察整個波形式是不可能看到這些類峰或毛刺的。而當(dāng)DSO時，使用峰值檢測就可以所這些尖峰顯示出來（見圖40）。

 

 

圖40 這類尖峰信號通常只是偶爾發(fā)生，因此只能用DSO捕捉

 

  非重復(fù)性信號和瞬變

 

　　以前，由于觀察極為困難而且代價過高，所以很多觀察非重復(fù)性信號和瞬變的工作都不得不許諾了，因為在那個時候，觀察這類的信號需要使用昂貴的模擬存儲示波器、照相機和長余輝示波管等。
　　如果某一個事件只發(fā)生一次，那么模擬示波器通常是不能應(yīng)付的。而這正是DSO展示其強大能力的時機，DSO能夠捕捉這種罕見的一次性事件，并且按照你的的希望長時間地將它顯示出來。
　　這種罕見的事件甚至可能是干擾的結(jié)果，通過用干擾本身來觸發(fā)，DSO具有顯示預(yù)觸發(fā)信息的能力，包括顯示干擾的原因。
　　圖41顯示的是當(dāng)電纜一端的開路接在桌面上彈起時電纜的微音效應(yīng)波形，圖中觸發(fā)時刻用Δ符號來表示，這個符號左邊的波形信息就是預(yù)觸發(fā)信息。

 

 

圖41 當(dāng)電纜一端的接頭在桌面上彈起時電纜的微音效應(yīng)。
只有使用DSO才能捕捉到這種突起見的信號

 

   模擬示波器、數(shù)字示波器,還是二者兼?zhèn)?/B>

 

　　我們已經(jīng)看到，在日常工作中技術(shù)人員同時需要模擬示波器和數(shù)字存儲示波器，以便對他們工作中遇到的信號進行最好的觀察，在某些應(yīng)用場合模擬示波器比較合適，而在另一些場合DSO則是更好的選擇。
　　市場上見到的一些DSO號稱具有"模擬示波器的外觀和感覺"。但這些都是純粹的DSO，盡管其中有一些示波器的控制機構(gòu)排列得和許多模擬示波器完全相同，而另一些又具有很高掃描更新率以模仿真正的模擬示波器的能力。或者，他們可能具有很高的采樣速率而采集波形的記錄長度都很有限，從而不具備觀察比較復(fù)雜的信號，避免出現(xiàn)假象信號所需要的時間分辨率，當(dāng)然，這些示波器不僅具有DSO的優(yōu)點，也具有DSO的全部缺點。
　　值得慶幸的是，現(xiàn)在有一種示波器能夠真正的把模擬示波器和DSO兩者的能力和優(yōu)點結(jié)合于一臺儀器。這就是組合示波器，組合示波器把一臺高性能模擬示波器組合在一起，并且能很容易的從一種工作模式轉(zhuǎn)換到另一種工作模式。
　　技術(shù)人員選用了組合示波器就意味著，只要有這臺示波器就足夠恥，不管他的工作需求如何，他的手邊總有合適的工具。當(dāng)這臺儀器設(shè)置成DSO時，用戶可以用它來進行自動參數(shù)，測量，存貯采集的波形進而制作硬考貝；而同時，當(dāng)需要地時候還能具有模擬示波器的無限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示，并且使用組合示波器時，不管信號重復(fù)速率的高低，都可獲得最亮的顯示，換句話說，組合示波器使用得模擬示波器和DSO兩者的精華兼?zhèn)溆谝簧怼?BR>　　我們在后面的練習(xí)中使用的PM3394A就是這種組合示波器之一。

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