數字存儲示波器

TDS1000C-SC數字存儲示波器是2010年泰克公司針對中國市場推出的具備更多功能和更多性能的入門機型，截止2012年6月，TDS數字存儲示波器系列憑藉其在數字實時採樣方面的優秀性能表現，加上所具備的多樣的分析功能和簡潔直觀的操作獲得“全球最受歡迎的示波器”稱號，更累積銷量達到15萬台。

基本介紹

• 中文名：數字存儲示波器
• 外文名：Digital Storage oscilloscope
• 英文縮寫：DSO
• 原理：有別於一般的模擬示波器
• 產品簡介：更多性能的入門機型

定義

數字存儲示波器，所謂數字存儲就是在示波器中以數字編碼的形式來儲存信號。一般具有以下特點：
可以顯示大量的預觸發信息
可以通過使用游標和不使用游標的方法進行全自動測量
可以長期存儲波形
可以將波形傳送到計算機進行儲存或供進一步的分析之用
可以在印表機或繪圖儀上製作硬考貝以供編制檔案之用
可以把新採集的波形和操作人員手工或示波器全自動採集的參考波形進行比較
可以按通過/不通過的原則進行判斷
波形信息可以用數學方法進行處理

原理

數字存儲示波器有別於一般的模擬示波器，它是將採集到的模擬電壓信號轉換為數位訊號，由內部微機進行分析、處理、存儲、顯示或列印等操作。這類示波器通常具有程控和遙控能力，通過GPIB接口還可將數據傳輸到計算機等外部設備進行分析處理。
其工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。在存儲階段，首先對被測模擬信號進行採樣和量化，經A/D轉換器轉換成數位訊號後，依次存入RAM中，當採樣頻率足夠高時，就可以實現信號的不失真存儲。當需要觀察這些信息時，只要以合適的頻率把這些信息從存儲器RAM中按原順序取出，經D/A轉換和LPE濾波後送至示波器就可以觀察的還原後的波形。

普通模擬示波器 CRT 上的 P31 螢光物質的餘輝時間小於 1ms。在有些情況下，使用 P7 螢光物質的 CRT 能給出大約 300ms 的餘輝時間。只要有信號照射螢光物質，CRT 就將不斷顯示信號波形。而當信號去掉以後使用 P31 材料的 CRT 上的掃跡迅速變暗，而使用 P7 材料的 CRT 上的掃跡停留時間稍長一些。
那么，如果信號在一秒鐘內只有幾次，或者信號的周期僅為數秒，甚至信號只猝發一次，那又將會怎么樣呢？在這種情況下，使用我們上面介紹過的模擬示波器幾乎乃至於完全不能觀察到這些信號。
所謂數字存儲就是在示波器中以數字編碼的形式來貯存信號。當信號進入數字存儲示波器，或稱 DSO 以後，在信號到達CRT 的偏轉電路之前（圖1），示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進行採樣。然後用一個模/數變換器（ADC）對這些採樣值進行變換從而生成代表每一個採樣電壓的二進制字。這個過程稱為數位化。
獲得的二進制數值貯存在存儲器中。對輸入信號進行採樣的速率稱為採樣速率。採樣速率由採樣時鐘控制。對於一般使用情況來說，採樣速率的範圍從每秒 20 兆次（20MS/s）到 200MS/s。存儲器中貯存的數據用來在示波器的螢幕上重建信號波形。所以，在DSO中的輸入信號接頭和示波器 CRT 之間的電路不只是僅有模擬電路。輸入信號的波形在 CRT 上獲得顯示之前先要存貯到存儲器中，我們在示波器螢幕上看到的波形總是由所採集到數據重建的波形，而不是輸入連線端上所加信號的直接波形顯示。