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測(cè)試測(cè)量

示波器常見問題處理(二)

星之球激光 來源:國(guó)際工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)2012-09-04 我要評(píng)論(0 )   

問題7:關(guān)于模擬和數(shù)字示波器比較的問題:1、模擬和數(shù)字示波器在觀察波形的細(xì)部時(shí),哪個(gè)更有優(yōu)勢(shì)(例如在過零點(diǎn)和峰值時(shí),觀察1%以下寄生波形)?2、數(shù)字示波器一般提供...

       問題7:關(guān)于模擬和數(shù)字示波器比較的問題:1、模擬和數(shù)字示波器在觀察波形的細(xì)部時(shí),哪個(gè)更有優(yōu)勢(shì)(例如在過零點(diǎn)和峰值時(shí),觀察1%以下寄生波形)?2、數(shù)字示波器一般提供在線顯示均方根值,它的精度一般是多少?

  答:1)觀察1%以下寄生波形,無論是模擬示波器還是數(shù)字示波器,觀察精度都不是很好。模擬示波器的垂直精度未必比數(shù)字示波器更高,如某500MHz帶寬的模擬示波器垂直精度是±3%,這并不比數(shù)字示波器(通常精度為1~2%)更具優(yōu)勢(shì),而且對(duì)細(xì)節(jié),數(shù)字示波器的自動(dòng)測(cè)量功能比模擬示波器的人工測(cè)量更精確。

       2)對(duì)于示波器的幅值測(cè)量精度,很多人用A/D位數(shù)來衡量。實(shí)際上,隨著您所用的示波器帶寬、實(shí)際采樣率設(shè)置等,它會(huì)有所變化。若帶寬不夠,本身帶來的幅值測(cè)量誤差就很大,若帶寬夠了,采樣設(shè)置很高,實(shí)際的幅值測(cè)量精度也不如采樣率低時(shí)候的精度(您有時(shí)可參考示波器的用戶手冊(cè),它可能會(huì)給出不同采樣率下,示波器的A/D實(shí)際有效位數(shù))??偟膩碇v,示波器測(cè)量幅值,包括均方根值的精度往往不如萬用表,同理,測(cè)量頻率它不如頻率計(jì)數(shù)器。

 

  問題8:毛刺觸發(fā)指標(biāo)有什么意義(例如5ns)?假如有一個(gè)100MHz示波器,測(cè)量的方波信號(hào)大約是10M左右,而且是占空比1:1左右的方波,設(shè)想一下,一個(gè)10M的方波,它的正向或負(fù)向的脈寬都是50ns,那么在什么樣的情況下能真正用到5ns這個(gè)性能呢?

  答:毛刺/脈寬觸發(fā)一般有兩種典型應(yīng)用場(chǎng)合,一是同步電路行為,如利用它來同步串行信號(hào),或?qū)τ诟蓴_非常嚴(yán)重的應(yīng)用無法用邊沿觸發(fā)正確同步信號(hào)時(shí),脈寬觸發(fā)就是一個(gè)選擇;另一是用來發(fā)現(xiàn)信號(hào)中的異?,F(xiàn)象,如因干擾或競(jìng)爭(zhēng)引起的窄毛刺,由于該異常是偶發(fā)顯現(xiàn),必須用毛刺觸發(fā)來捕獲(也有一種方法是峰值檢測(cè)方式,但峰值檢測(cè)方法有可能受其最大采樣率的限制,所以一般是只能看而不能測(cè))。在問題所提的例子中,若被測(cè)對(duì)象的脈沖寬度是50ns,而且該信號(hào)沒有任何問題,也就是說沒有因干擾、競(jìng)爭(zhēng)等問題引起的信號(hào)畸變或變窄,那么用邊沿觸發(fā)就可同步該信號(hào),無需使用毛刺觸發(fā)。根據(jù)不同的應(yīng)用,未必會(huì)使用到5ns這個(gè)指標(biāo),一般用戶將脈寬觸發(fā)設(shè)置為10ns~30ns。

 

  問題9:在選擇示波器時(shí),一般考慮最多的是帶寬,那么在什么情況下要對(duì)采樣速率有所考慮呢?

  答:取決于被測(cè)對(duì)象。在帶寬滿足的前提下,希望最小采樣間隔(采樣率的倒數(shù))能夠捕捉到您需要的信號(hào)細(xì)節(jié)。業(yè)界有些關(guān)于采樣速率經(jīng)驗(yàn)公式,但基本上都是針對(duì)示波器帶寬得出的,實(shí)際應(yīng)用中,最好不用示波器測(cè)相同頻率的信號(hào)。若在選型時(shí),對(duì)正弦波選擇示波器帶寬應(yīng)是被測(cè)正弦信號(hào)頻率的3倍以上,采樣率是帶寬的4到5倍,也即實(shí)際上是信號(hào)的12到15倍;若是其它波形,要保證采樣率足以捕獲信號(hào)細(xì)節(jié)。若您正在使用示波器,可通過以下方法驗(yàn)證采樣率是否夠用:將波形停下來,放大波形,若發(fā)現(xiàn)波形有變化(如某些幅值)就說明采樣率不夠,否則無礙。另外也可用點(diǎn)顯示來分析采樣率是否夠用。

 

  問題10:如何理解“考核波形采樣率夠不夠時(shí),將波形停下來,放大波形,若發(fā)現(xiàn)波形有變化(如某些幅值)就說明采樣率就不夠,否則無礙。也可用點(diǎn)顯示來分析采樣率是否夠用。”?

       答:我有幸給用戶做過實(shí)測(cè),曾親歷這種現(xiàn)象。當(dāng)時(shí)被測(cè)對(duì)象是一種看上去很隨機(jī)且高速變化的信號(hào),用戶將觸發(fā)電平設(shè)在-13V左右。波形采集下來后想放大測(cè)量細(xì)節(jié)時(shí),卻發(fā)現(xiàn)改變示波器時(shí)基(SEC/DIV)設(shè)置時(shí),信號(hào)幅值突然變小,我當(dāng)時(shí)將示波器改成點(diǎn)顯示,發(fā)現(xiàn)好像是點(diǎn)數(shù)(存儲(chǔ)深度)不夠,但我比較點(diǎn)顯示和矢量顯示后,發(fā)現(xiàn)若矢量顯示有一定可信性,那么就是當(dāng)前的兩個(gè)采樣間隔(采樣率的倒數(shù))中信號(hào)有突變,但未能被采集到(采樣間隔不夠細(xì),即采樣率不夠高)。我換了一臺(tái)同樣存儲(chǔ)深度但采樣率較高的示波器,發(fā)現(xiàn)問題消失了。

  存儲(chǔ)深度也會(huì)影響示波器能用到的實(shí)際最大采樣率。存儲(chǔ)深度太淺可能是個(gè)問題,因?yàn)榇鎯?chǔ)深度可能限制能實(shí)際用到的最大采樣速率,但實(shí)質(zhì)上是采樣率不夠,丟失了信號(hào)細(xì)節(jié)。存儲(chǔ)深度不夠深,可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際采樣率不高,這一點(diǎn)跟廠家提供的指標(biāo)關(guān)系不大。

 

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