廣州市美達(dá)克數(shù)據(jù)科技有限公司
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閱讀：1985發(fā)布時(shí)間：2022-2-9
示波器的性能參數(shù)
下面以泰克TDS2000系列示波器為例
1、數(shù)字存儲(chǔ)示波器(digital storage oscilloscope)
什么數(shù)字存儲(chǔ)示波器
1. 數(shù)字是相對(duì)于模擬而言，將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)
2. 存儲(chǔ)是表征AD采集后的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行存儲(chǔ)。
3. 示波器的根本目的是展示(顯示)波形。
2、基本原理
波形首先要通過探頭，經(jīng)由前端的放大器進(jìn)行放大，之后由模數(shù)轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行轉(zhuǎn)換，進(jìn)而存儲(chǔ)到采集內(nèi)存中，然后顯示到顯示器上。
下文中的參數(shù)設(shè)置 也就是在設(shè)置各個(gè)環(huán)節(jié)中需要調(diào)整的參數(shù)，以達(dá)到正確匹配所測(cè)波形的目的。 其中采樣轉(zhuǎn)化的速度，采集數(shù)據(jù)的高速存儲(chǔ)處理是示波器的核心技術(shù)。
3、基本使用
使用示波器的目的是為了觀測(cè)波形，在使用之前需要了解示波器的性能參數(shù)，以及在觀測(cè)波形的過程中需要設(shè)置示波器的參數(shù)。那么如何設(shè)置參數(shù)呢?示波器有哪些性能參數(shù)?
4、示波器的性能參數(shù)
以下參數(shù)關(guān)乎示波器的性能，參數(shù)越高，性能越好，當(dāng)然價(jià)格也就越貴。
1. 帶寬
帶寬是指信號(hào)幅值降低為原來的0.707倍(功率跌落一半)時(shí)的截止頻率。也就是增益降低-3dB。
計(jì)算：-3dB = 10 * log(1/2)。
帶寬越大，能夠測(cè)量的信號(hào)的頻率就越高，否則高頻信號(hào)就被濾掉了。
2. 采樣率
采樣率是指AD在1秒鐘的時(shí)間內(nèi)采樣的次數(shù)。根據(jù)采樣定理，只要采樣率高于信號(hào)頻率的2倍，即可還原被采樣信號(hào)。當(dāng)然，為了更加準(zhǔn)確，一般采樣率 = (5~10)信號(hào)頻率。
3. 存儲(chǔ)深度
記錄長(zhǎng)度也叫存儲(chǔ)深度，所有的數(shù)字示波器在經(jīng)過AD采集后，被觸發(fā)的信號(hào)都會(huì)存在一個(gè)存儲(chǔ)空間里，這個(gè)存儲(chǔ)空間的大小就是存儲(chǔ)深度，并且，存儲(chǔ)深度 = 當(dāng)前時(shí)基10格采樣率。
4. 通道數(shù)
也就是同時(shí)可測(cè)量的信號(hào)路數(shù)，不同通道之間可以對(duì)比分析。
TDS2000的參數(shù)
帶寬 200MHz
采樣率 2Gs/s
存儲(chǔ)深度 2.4K
通道數(shù) 2
抓取串口波形
以抓取串口波形為例，簡(jiǎn)述需要設(shè)置的參數(shù)
1. 串口參數(shù)
波特率115200，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位
2. 通道1
使用示波器的通道1探頭+ 連接串口的TX，探頭- 連接GND
3. 時(shí)基選擇
時(shí)基選擇約10倍波形的周期，便于觀察波形。115200的波特率，周期約為17.36us。這里選擇250us的時(shí)基檔位。
4. 通道參數(shù)
通道參數(shù)中的輸入耦合方式需要注意，分為AC/DC/GND耦合
直流模式標(biāo)注是DC，信號(hào)直流部分會(huì)經(jīng)過處理并顯示，對(duì)應(yīng)的顯示波形是信號(hào)全狀態(tài);
交流模式標(biāo)注是AC，信號(hào)直流部分不會(huì)顯示，對(duì)應(yīng)的顯示波形是交流部分;
接地標(biāo)注是GND，實(shí)際是斷開輸入并把輸入接地，目的是消除干擾，方便找零點(diǎn)。
5. 觸發(fā)參數(shù)
觸發(fā)參數(shù)的選取比較關(guān)鍵：
觸發(fā)源：選擇通道1 ，CH1
觸發(fā)方式：有上升沿/下降沿，這里選擇空閑狀態(tài)下輸出高電平，所以選擇下降沿觸發(fā)
觸發(fā)模式：有AUTO/NORMAL/SINGLE，也即是自動(dòng)，正常，單序列
由于我們需要抓取單次的波形，進(jìn)行分析，所以模式可以選擇SINGLE，也可以選擇NORMAL,區(qū)別在于SINGLE一次觸發(fā)后，需要手動(dòng)再設(shè)置下，才能進(jìn)入下一次觸發(fā)。這里選擇SINGLE模式。
6. 串口發(fā)送數(shù)據(jù)
串口發(fā)出數(shù)據(jù)，可以看到示波器上抓取到TX波形：
將時(shí)基調(diào)整為10us，同時(shí)調(diào)整Position水平旋鈕。
可以測(cè)量波形的周期為17.39us，與理論值17.36us幾乎一致。
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