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      數(shù)據(jù)分類:
      IC連接器

      為什么要使用模數(shù)組合示波器(MCO)?

      發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:154


      什么是模數(shù)組合示波器?

      模數(shù)組合示波器把一臺高性能模擬示波器和數(shù)字示波器組合在一起,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。模數(shù)組合示波器是最先進(jìn)的模擬示波器和數(shù)字示波器的完美結(jié)合,它為更好地觀察各種數(shù)字和模擬信號,提供了超高性能的診斷工具。只要輕按一下按鈕,這臺儀器就可以在模擬和數(shù)字兩種示波器之間自由轉(zhuǎn)換。模擬示波器的無限分辨率和瞬間更新速率,數(shù)字示波器強(qiáng)大的分析和測試功能現(xiàn)在在一臺儀器中就都可獲得。有些模數(shù)組合示波器有一些高級的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能,加上比較長的存儲深度,可以進(jìn)行FFT、積分、微分、通過/不通過等測試。

      當(dāng)模數(shù)組合示波器設(shè)置成數(shù)字示波器時(shí),用戶可以用它來進(jìn)行自動參數(shù),測量,存儲采集的波形、數(shù)據(jù),進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、硬拷貝等;而同時(shí),當(dāng)需要的時(shí)候還能具有模擬示波器的無限分辨率以及熟悉的、可信的波形顯示,并且使用模數(shù)組合示波器時(shí),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,模數(shù)組合示波器使用模擬示波器和數(shù)字示波器兩者不同性能的精華功能兼?zhèn)溆谝簧怼?

      為什么需要使用模數(shù)組合示波器?

      在選擇示波器時(shí),您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?還是需要一臺數(shù)字示波器?另外還有一些問題是:“數(shù)字示波器能夠滿足我的工作需要嗎?”換句話說,數(shù)字示波器能完成我原來用模擬示波器所作的所有測量工作嗎?

      對所有這些問題并沒有一個(gè)簡潔的答案。問題的答案完全取決于要進(jìn)行的測量工作和待測量的信號。在有些情況下模擬示波器比現(xiàn)有的數(shù)字示波器都要好,以下是模擬示波器和數(shù)字示波器使用過程中的一些問題。

      1、簡單重復(fù)性信號

      使用模擬示波器和數(shù)字示波器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(diǎn)和局限性。對于模擬示波器來說,由于CRT陰極顯像管的余輝時(shí)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(shí)間的,低重復(fù)速率信號就很難看到。而數(shù)字示波器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(gè)特點(diǎn)可能是優(yōu)點(diǎn)也可能是缺點(diǎn)。

      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,數(shù)字示波器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(jìn)行信號參數(shù)的測量時(shí),數(shù)字示波器的優(yōu)點(diǎn)在于具有自動測量的能力。而使用模擬示波器時(shí),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(jìn)行調(diào)試工作,那么一般最好使用模擬示波器。這是因?yàn)槟M示波器的實(shí)時(shí)顯示能力使它在每時(shí)刻都能顯示出輸入的電壓。其波形捕獲率(每秒鐘在屏幕上描畫掃跡的次數(shù))很高,在高掃描速度時(shí)可以遠(yuǎn)超過100000次掃描/秒。所以信號的任何變化都會立即顯示出來。而且有些信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,數(shù)字示波器所顯示的是用采集的波形數(shù)據(jù)重建的波形。每秒鐘采集波形的次數(shù)遠(yuǎn)低于100000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一定的時(shí)間延遲。當(dāng)對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試工作時(shí),這是使用數(shù)字示波器的重大缺點(diǎn)。

      2、 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、脈沖波、鋸齒波等,而且多種調(diào)制信號和多種調(diào)制方式常常可能同時(shí)使用。

      一個(gè)常見的復(fù)雜模擬信號的實(shí)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,既包括脈沖波、正弦波,加上為表示彩色信息而進(jìn)行相移的正弦波。對于這樣的情況,模擬示波器和數(shù)字示波器都有各自的優(yōu)點(diǎn),都能對信號的不同部分進(jìn)行觀察。例如,模擬示波器具有無限的顯示分辨率和很高波形捕獲率(每秒鐘掃描次數(shù)),這就很好的顯示出彩色信號的調(diào)制的情況。  

      使用數(shù)字示波器時(shí),由于其采樣點(diǎn)數(shù)有限以及沒有亮度等級的變化,使得很多波形細(xì)節(jié)信息無法顯示出來,雖然有些數(shù)字示波器可能具有兩個(gè)或多個(gè)亮度層次,但這只是相對意義上的區(qū)別,再加上數(shù)字示波器有限的顯示分辨率,它仍然達(dá)不到模擬示波器的顯示效果。


      圖2-1 在模擬示波器上看到的視頻信號

      圖2-1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(xì)節(jié)和亮度變化的情況。圖2-2給出了使用數(shù)字存儲示波器顯示全電視信號的情況。圖2-3給出了使用數(shù)字熒光示波器顯示全電視信號的情況。雖然存儲深度加大,采樣率提高,波形捕獲率提高,還是沒能像模擬示波器一樣提供亮度等級等信息,但比起數(shù)字存儲示波器已經(jīng)進(jìn)步很多。


      圖2-2 在數(shù)字示波器上看到的視頻信號


      圖2-3 數(shù)字熒光示波器顯示的全電視信號

      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),數(shù)字示波器具有顯示預(yù)觸發(fā)信息的能力,包括顯示干擾的原因。也可能是電路上電的瞬間,但這類信號恰恰是人們最關(guān)注的,這時(shí)數(shù)字示波器就起到很大的作用。

      圖2-4顯示的是某一開關(guān)上電的過程,這一過程只有具有高采樣率,存儲深度很長的示波器才可以捕獲下來。


      圖2-4某一開關(guān)上電的全過程

      綜上,我們需要想利用模擬示波器和數(shù)字示波器的各自的優(yōu)點(diǎn),根據(jù)自己的需求判斷使用哪一類型的示波器,這個(gè)時(shí)候我們就需要用到模數(shù)組合示波器,模數(shù)組合示波器可以在一臺儀器上實(shí)現(xiàn)模擬、數(shù)字兩種示波器的功能,只要用一個(gè)按鍵來切換,使用方便。雖然如今的數(shù)字處理技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá),但是還是不能放棄模擬儀器,由于他有一些我們數(shù)字技術(shù)達(dá)不到的地方,要讓模擬示波器實(shí)現(xiàn)數(shù)字示波器的某些功能,就要加入其他配件,價(jià)錢會翻幾倍,而要讓數(shù)字示波器達(dá)到模擬示波器的效果,他對數(shù)字信號處理的速度、技術(shù)要求太高,短期內(nèi)不可能普及。所以我們推出了一種折衷的解決方按,方便用戶的使用。

      模數(shù)組合示波器與數(shù)字熒光示波器

      對于數(shù)字熒光示波器,是盡量的將數(shù)字示波器具有模擬示波器的余暉顯示技術(shù),使看到的波形有三維信息,即時(shí)間、幅度、幅度隨時(shí)間的變化,為了達(dá)到這一效果,就需要提高數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)處理速度,即提高數(shù)字示波器的波形捕獲率,所以數(shù)字熒光示波器又稱為數(shù)模示波器。而模數(shù)組合示波器是將模擬示波器和數(shù)字示波器組合在一起,仍然采用模擬示波器的CRT顯像管,單獨(dú)實(shí)現(xiàn)模擬示波器和數(shù)字示波器的功能,請注意區(qū)別。

      模數(shù)組合示波器與混合示波器

      如上所述模數(shù)組合示波器是將模擬示波器與數(shù)字示波器簡單地組合在一起,通過一個(gè)按鍵來切換,如德國惠美公司生產(chǎn)的HM1508、HM1008等,這臺儀器還配有元件測試功能,兼有模擬示波器與數(shù)字示波器的功能。而混合示波器是數(shù)字示波器與邏輯分析儀的混合,但是可以像操作示波器一樣操作邏輯分析儀,即在二個(gè)或四個(gè)模擬通道的示波器上,附加16個(gè)邏輯通道,是模擬信號與數(shù)字信號的混合,這種儀器主要是方便嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)和測試,可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)觀察同一信號的模擬特性和數(shù)字特性,要與模數(shù)組合示波器區(qū)別開來。

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