數(shù)字示波器是數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換，軟件編程等系列的制出來(lái)的性能示波器。數(shù)字示波器般支持多菜單，能提供給用戶(hù)多種選擇，多種分析能。還有些示波器可以提供存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的保存和處理。 目前數(shù)字示波器主要依靠美，對(duì)于300MHz帶寬之內(nèi)的示波器，目前內(nèi)品的示波器在性能上已經(jīng)可以和外品抗衡，且具有明顯的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。

自動(dòng)檢定

隨著電子的發(fā)展，數(shù)字示波器憑借數(shù)字和軟件大大擴(kuò)展了作能力，早期產(chǎn)品的取樣率低、存在較大死區(qū)時(shí)間、屏幕刷新率低等不足得到較大改善，以前難以觀(guān)察的調(diào)制信號(hào)、通訊眼圖、視頻信號(hào)等復(fù)合信號(hào)越來(lái)越容易觀(guān)察。數(shù)字示波器可以對(duì)數(shù)據(jù)行運(yùn)算和分析，別適合于捕獲復(fù)雜動(dòng)態(tài)信號(hào)中產(chǎn)生的細(xì)節(jié)和異常現(xiàn)象，因而在研究、業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。為了讓示波器作在合格的狀態(tài)，對(duì)示波器定期、快速、面的檢定，保證其量值溯源，是擺在測(cè)試程師面前的項(xiàng)緊迫務(wù)。

手檢定效率低，容易出錯(cuò)，對(duì)每種示波器的檢定需要測(cè)試程師翻閱大量的資料；自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有準(zhǔn)確快速地測(cè)量參數(shù)、直觀(guān)地顯示測(cè)試結(jié)果、自動(dòng)存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)等性，是傳統(tǒng)的手測(cè)試無(wú)法達(dá)到的。用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)示波器的程控檢定將會(huì)是儀器檢定的趨勢(shì)。

GPIB、VXI、PXI是自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，GPIB以性能穩(wěn)定、操作方便、價(jià)格低廉贏得用戶(hù)的認(rèn)可。這里選用了GPIB作為測(cè)試系統(tǒng)的總線(xiàn)。

如何使用

數(shù)字示波器因具有波形觸發(fā)、存儲(chǔ)、顯示、測(cè)量、波形數(shù)據(jù)分析處理等優(yōu)點(diǎn)，其使用日益普及。由于數(shù)字示波器與模擬示波器之間存在較大的性能差異，如果使用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，從而影響測(cè)試務(wù)。

區(qū)分模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬

帶寬是示波器重要的標(biāo)之。模擬示波器的帶寬是個(gè)固定的值，而數(shù)字示波器的帶寬有模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬兩種。數(shù)字示波器對(duì)重復(fù)信號(hào)采用順序采樣或隨機(jī)采樣所能達(dá)到的帶寬為示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬，數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬與數(shù)字化頻率和波形重建因子K相關(guān)（數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬=化速率/K），般并不作為項(xiàng)標(biāo)直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出，模擬帶寬只適合重復(fù)周期信號(hào)的測(cè)量，而數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬則同時(shí)適合重復(fù)信號(hào)和單次信號(hào)的測(cè)量。廠(chǎng)家聲稱(chēng)示波器的帶寬能達(dá)到多少兆，實(shí)際上的是模擬帶寬，數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬是要低于這個(gè)值的。例如說(shuō)TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz，實(shí)際上是其模擬帶寬為500MHz，而數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬只能達(dá)到400MHz遠(yuǎn)低于模擬帶寬。所以在測(cè)量單次信號(hào)時(shí)，定要參考數(shù)字示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬，否則會(huì)給測(cè)量帶來(lái)意想不到的誤差。

有關(guān)采樣速率

采樣速率也稱(chēng)為數(shù)字化速率，是單位時(shí)間內(nèi)，對(duì)模擬輸入信號(hào)的采樣次數(shù)，常以MS/s表示。采樣速率是數(shù)字示波器的項(xiàng)重要標(biāo)。

1.如果采樣速率不夠，容易出現(xiàn)混迭現(xiàn)象

如果示波器的輸人信號(hào)為個(gè)100KHz的正弦信號(hào)，示波器顯示的信號(hào)頻率卻是50KHz，這是怎么回事呢？這是因?yàn)槭静ㄆ鞯牟蓸铀俾侍a(chǎn)生了混迭現(xiàn)象。混迭就是屏幕上顯示的波形頻率低于信號(hào)的實(shí)際頻率，或者即使示波器上的觸發(fā)示燈已經(jīng)亮了，而顯示的波形仍不穩(wěn)定。混迭的產(chǎn)生如圖1所示。那么，對(duì)于個(gè)未知頻率的波形，如何判斷所顯示的波形是否已經(jīng)產(chǎn)生混迭呢？可以通過(guò)慢慢改變掃速t/div到較快的時(shí)基檔，看波形的頻率參數(shù)是否急劇改變，如果是，說(shuō)明波形混迭已經(jīng)發(fā)生；或者晃動(dòng)的波形在某個(gè)較快的時(shí)基檔穩(wěn)定下來(lái)，也說(shuō)明波形混迭已經(jīng)發(fā)生。根據(jù)奈奎斯定理，采樣速率至少于信號(hào)頻成分的2倍才不會(huì)發(fā)生混迭，如個(gè)500MHz的信號(hào)，至少需要1GS/s的采樣速率。有如下幾種方法可以簡(jiǎn)單地防止混迭發(fā)生：

·調(diào)整掃速；

·采用自動(dòng)設(shè)置（Autoset）；

·試著將收集方式切換到包絡(luò)方式或峰值檢測(cè)方式，因?yàn)榘j(luò)方式是在多個(gè)收集記錄中尋找值，而峰值檢測(cè)方式則是在單個(gè)收集記錄中尋找大小值，這兩種方法都能檢測(cè)到較快的信號(hào)變化。

·如果示波器有Insta Vu采集方式，可以選用，因?yàn)檫@種方式采集波形速度快，用這種方法顯示的波形類(lèi)似于用模擬示波器顯示的波形。

2.采樣速率與t/div的關(guān)系

每臺(tái)數(shù)字示波器的采樣速率是個(gè)定值。但是，在意個(gè)掃描時(shí)間t/div，采樣速率fs由下式給出：

fs=N/(t/div) N為每格采樣點(diǎn)

當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)N為定值時(shí)，fs與t/div成反比，掃速越大，采樣速率越低。下面是TDS520B的組掃速與采樣速率的數(shù)據(jù)：

表1掃速與采樣速率

t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25

綜上所述，使用數(shù)字示波器時(shí)，為了避免混迭，掃速檔置于掃速較快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，掃速檔則置于主掃速較慢的位置。

數(shù)字示波器的上升時(shí)間

在模擬示波器中，上升時(shí)間是示波器的項(xiàng)其重要的標(biāo)。而在數(shù)字示波器中，上升時(shí)間甚至都不作為標(biāo)明確給出。由于數(shù)字示波器測(cè)量方法的原因，以致于自動(dòng)測(cè)量出的上升時(shí)間不僅與采樣點(diǎn)的位置相關(guān)，如圖2中a表示上升沿恰好落在兩采樣點(diǎn)中間，這時(shí)上升時(shí)間為數(shù)字化間隔的0.8倍。圖2中的b的上升沿的中有采樣點(diǎn)，則同樣的波形，上升時(shí)間為數(shù)字化間隔的1.6倍。另外，上升時(shí)間還與掃速有關(guān)，下面是TDS520B測(cè)量同波形時(shí)的組掃速與上升時(shí)間的數(shù)據(jù)：

表2掃速與上升時(shí)間 t/div（ms）502010521tr(μs)800320160803216

由上面這組數(shù)據(jù)可以看出，雖然波形的上升時(shí)間是個(gè)定值，而用數(shù)字示波器測(cè)量出來(lái)的結(jié)果卻因?yàn)閽咚俨煌嗖钌踹h(yuǎn)。模擬示波器的上升時(shí)間與掃速無(wú)關(guān)，而數(shù)字示波器的上升時(shí)間不僅與掃速有關(guān)，還與采樣點(diǎn)的位置有關(guān)，使用數(shù)字示波器時(shí)，我們不能象用模擬示波器那樣，根據(jù)測(cè)出的時(shí)間來(lái)反推出信號(hào)的上升時(shí)間。