数字示波器的原理厂家直销商家供应国内研发品牌
数字示波器的原理涉及一系列复杂的技术和过程,以下是对其原理的详细解释:
一、基本原理概述
数字示波器是一种将模拟信号转换为数字信号并进行显示的测试仪器。其基本原理是通过模拟转换器(ADC)将被测电压信号转换为数字信号,然后将这些数字信号存储在内部存储器中。之后,通过软件编程,数字示波器可以对这些存储的数字信号进行各种分析和处理,如波形重构、频谱分析、噪声抑制等。终,处理后的信号以波形、图表等形式显示在屏幕上,方便用户观察和分析。
二、组成部分及作用
采集前端:采集前端是数字示波器的部分,包括模拟转换器(ADC)、前置放大器、滤波器等。ADC:负责将被测电压信号转换为数字信号。前置放大器:用于调整信号幅度,以满足ADC的输入要求。滤波器:用于调整信号的频率范围,以确保信号在ADC的转换范围内。
存储器:用于存储ADC转换后的数字信号,以便后续的分析和处理。
处理器:负责执行软件编程,对存储的数字信号进行各种分析和处理。显示器:将处理后的信号以波形、图表等形式显示在屏幕上,供用户观察和分析。
三、信号转换与处理过程
采样:采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的过程。采样频率越高,采样点之间的间隔越小,对信号的还原能力越强。常用的采样频率有100MHz、200MHz、500MHz等。
量化:量化是将采样得到的离散时间信号转换为数字信号的过程。量化过程中,将每个采样点的电压值映射到一个整数,这个整数就是该采样点的量化值。量化位数越多,表示电压值的范围越大,对信号的还原能力越强。常用的量化位数有8位、12位、16位等。
编码:编码是将量化后的数字信号转换为二进制代码的过程。编码后的数字信号可以通过串行或并行方式传输到显示器进行显示。
波形重构:数字示波器通过软件编程对存储的数字信号进行波形重构,以还原出原始的波形。
四、附加功能除了基本的波形显示和分析功能外,现代数字示波器通常还具备以下附加功能:
频谱分析:可以方便用户对信号进行频域分析和处理。
触发功能:触发功能是指数字示波器能够在特定条件下自动开始采集数据的功能。触发功能可以提高测量的准确性和稳定性。常见的触发功能有边沿触发、脉宽触发、主从J触发等。
记忆功能:记忆功能是指数字示波器能够保存当前显示的波形数据,以便进行后续分析和比较的功能。记忆功能可以提高测量的效率和便利性。常见的记忆功能有单次记忆、多次记忆、滚动记忆等。
综上所述,数字示波器的原理是通过模拟转换器(ADC)将模拟信号转换为数字信号,并通过软件编程对数字信号进行各种分析和处理,终将处理后的信号以波形、图表等形式显示在屏幕上。其高精度、多功能和智能化的发展趋势使其成为现代电子测量领域不可或缺的工具。