储存示波器是一种用途十分普遍的电子测量仪器。俗话说,电是看不见摸不着的。但是示波器可以帮我们“看见”电信号,便于人们研究各种电现象的变化过程。所以示波器的核心功能,就和他的名字一样,是显示电信号波形的仪器,以供工程师查找定位问题或评估系统性能等等。而波形,也有多种定义,比如时域或者频域的波形,对于示波器而言,大多数时候测量的是电压随时间的变化,也就是时域的波形。因此,示波器可以分析被测点电压变化情况,从而被普遍的应用于各个电子行业及领域中。
一般我们业内对示波器的分类只按模拟示波器和数字示波器来分,有些厂家可能为了突出其示波器的某项功能给其命名为其他名字,比如数字荧光示波器等。但其本质原理依然逃不出这2大示波器类别。
数字示波器很多时候都被叫做数字存储示波器,因为数字示波器中重要的一环,就是把ADC采集的数据存储起来。现代数字示波器采集数据的主要过程我们通过这块麦科信STO1104C智能示波器的主板进行直观了解:
信号通过探头衰减成合适比例送入示波器前端。示波器能测多大电压一般取决于探头,探头通过衰减可以把上万伏的电压信号变成几十伏。
信号通过耦合电路到达前端衰减器和放大器,示波器软件上表现为调节垂直档位,使得波形尽量占满整个屏幕,从而提高垂直精度,使测量更准确。前端部分很大程度上决定了示波器的第一指标:带宽。
收到触发指令后,存储器再把数据交给ARM处理器处理
ARM处理器将数据处理后通过显示接口将数据输出至显示屏展示给使用者。通过计算,示波器还能模仿出类似模拟示波器的多级辉度显示,以及数字示波器特有的色温显示效果,余晖显示效果。
示波器处理完数据后,可以把当前的波形图像或者是数据保存到存储器中,要注意这里的存储完全不同于存储深度的高速存缓,大多数示波器采用外部存储器如U盘,SD卡,电脑等,现在一些现代化的示波器会内置大存储可以直接保存在示波器里。
这个过程中,都是并行处理的。
由于数字示波器处理速度的制约,所以它并不能保证被测信号的波形能连续不断地实时显示在屏幕上,显示的两个波形之间会有波形数据丢失,也即所说的死区时间,这也是数字示波器相比较于模拟示波器的最大缺点了。不过,随着示波器运算能力的增强,波形捕获率的不断上升,这一缺点也在被慢慢弥补。