數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器的工作方式是通過模擬轉(zhuǎn)換器(ADC)把被測電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,并對樣值進行存儲,存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止,隨后,數(shù)字示波器重構(gòu)波形。數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲示波器(DSO),數(shù)字熒光示波器(DPO)和采樣示波器?! ?shù)字示波器的用途: 1、可以測量直流信號、交流信號的電壓幅度 2、可以測量交流信號的周期,并以此換算出交流信號的頻率?! ?、可顯示交流信號的波形?! ?、可以用兩個通道分別進行信號測量?! ?、可以在屏幕上同時顯示兩個信號的波形,即雙蹤測量作用。此作用能夠測量兩個信號之間的差,和波形之間形狀的差別。
數(shù)字存儲示波器使用了ADC采樣的方式,所以被測的模擬波形最終可以以數(shù)據(jù)的格式存儲。當然,數(shù)字化的數(shù)據(jù)還可以方便地進行自動測量、頻譜分析、數(shù)學(xué)計算或者其它高級分析。所以數(shù)字示波器特別適于單次信號的采集和分析,這是一個很大的突破?! ×硗庖环矫妫瑪?shù)字存儲示波器在ADC以后就是全數(shù)字化處理,所以帶寬的提升僅受限于可變增益的前置放大器帶寬和ADC的速率。隨著技術(shù)的進步,現(xiàn)在,泰克TDS6154C是業(yè)界真實模擬代寬最高的數(shù)字存儲示波器,達到12.5GHz(3dB)。由于超高高帶寬示波器系統(tǒng)設(shè)計中,寬帶放大器是其中的核心部分,目前的主流設(shè)計都采用每一個通道獨立的硬件放大器設(shè)計方法,這樣保證每一個通道的性能沒有限制。當每一個通道放大器的設(shè)計帶寬不足時,有些示波器通過DBI技術(shù)利用示波器每一個通道6GHZ的低帶寬放大器在不同的頻段“拼接”在一起,在某一個通道上達到超過6GHZ的帶寬,例如3個通道的6GHZ頻段“拼接”后達到18GHZ帶寬。從DBI技術(shù)實現(xiàn)的方法可以明顯看出它的優(yōu)點和相應(yīng)的缺陷,最明顯的優(yōu)勢是利用多通道的低帶寬合并為單通道超過10GHZ的高帶寬,在示波器設(shè)計中成本最高的放大器和ADC均采用低速設(shè)計,非常有利于控制成本。由于DBI技術(shù)本質(zhì)上首先經(jīng)過將信號頻率分配到不同的通道,通過相對低速的ADC進行采樣,最后通過DSP技術(shù)將這些包含不同分量的頻率數(shù)字“拼接”,它會導(dǎo)致以下幾個限制?! ?.通道數(shù)限制:當使用不同通道時帶寬不同,3通道或4通道使用時僅僅提供6GHZ帶寬,ADC采樣率也有限制。 2.頻譜“拼接”錯誤:從幅頻特性圖可以看出,每一個頻率“拼接”點都有明顯的非線性,當被測信號的頻譜分量在該區(qū)域時,示波器時域顯示的波形會出現(xiàn)波形失真?! ?.波形捕獲率低:由于DBI技術(shù)需要軟件處理和“拼接”數(shù)字頻域的波形,數(shù)據(jù)量比較大時波形處理和顯示速度非常低。 4.功能限制:當DBI打開時,雖然單通道帶寬和ADC提升,但是觸發(fā)系統(tǒng)的帶寬無法通過DBI技術(shù)提升,最大僅為800MHZ,另外示波器的外參考輸入,垂直靈敏度的精細調(diào)整等功能都會由于DBI打開而受限。