《電子技術(shù)應(yīng)用》
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示波器實(shí)操視頻之82:兩路同頻信號(hào)的對(duì)比引出的波形刷新率問(wèn)題

2015-10-10

  致遠(yuǎn)電子微信公眾號(hào)在前幾天推出了一篇《上帝有話說(shuō)》的文章,它是青島澳邦量器的一位許工的親筆之作!他本來(lái)是想用ZDS2022示波器對(duì)兩個(gè)同頻信號(hào)做一個(gè)測(cè)試對(duì)比,可是在測(cè)試過(guò)程中,卻發(fā)現(xiàn)了另外一個(gè)問(wèn)題,到底是什么問(wèn)題呢?又是為何讓他感慨到想親自寫一篇文章出來(lái)呢?這究竟是怎么回事呢?本期視頻將為您揭曉。

  他本來(lái)是想用ZDS2022示波器對(duì)兩個(gè)同頻信號(hào)做一個(gè)測(cè)試對(duì)比,可是在測(cè)試過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)只有一路信號(hào)穩(wěn)定顯示,而另一路信號(hào)卻看不出波形的狀態(tài)。于是許工就非常困惑,這到底是怎么回事呢?于是在我們新建的微信交流群中冒泡提問(wèn),經(jīng)微信群組中研發(fā)同事的專業(yè)解答后,我們可以得知,示波器在工作時(shí)只能選擇一路信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)。如果兩路信號(hào)的相位不相干,且一路相對(duì)于另外一路是不穩(wěn)定的,就會(huì)出現(xiàn)許工描述的現(xiàn)象。

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  為了探個(gè)究竟,許工在微信中告訴我們,他又找來(lái)T公司的示波器進(jìn)行對(duì)比測(cè)量。由于手頭沒有許工用的DPO2024B示波器,這里用MSO4054示波器進(jìn)行演示。許工的測(cè)試對(duì)象是兩個(gè)10M的晶振,此時(shí)我們輸入的信號(hào)是ZDS2022示波器演示板上27M的晶振信號(hào)。

  事實(shí)上,對(duì)于高頻信號(hào),基本的操作設(shè)置是正確測(cè)量的前提。首先,探頭的衰減比應(yīng)設(shè)為X10擋,當(dāng)然示波器探頭比率也要對(duì)應(yīng)設(shè)置為10X,這樣示波器屏幕上的測(cè)量顯示結(jié)果才是正確的。由于此時(shí)測(cè)量信號(hào)的頻率為27M,故需將帶寬限制關(guān)閉。為了提高信號(hào)保真度,還應(yīng)使用ZDS2022示波器探頭標(biāo)配的接地彈簧代替接地鱷魚夾就近接地。

  兩臺(tái)示波器的輸入信號(hào)都是一樣的,為什么兩臺(tái)示波器屏幕上顯示的波形不一樣呢?這顯然就跟儀器有關(guān)系了,ZDS2022示波器顯示的波形顯然更加細(xì)膩。這是怎么回事呢?

  示波器有一個(gè)很重要的指標(biāo)就是波形刷新率。波形刷新率指的是每秒鐘波形刷新的次數(shù)。ZDS2022示波器具有高達(dá)33萬(wàn)次/每秒的刷新率,刷新率的高低直接決定了示波器捕獲微小、異常信號(hào)的能力。事實(shí)上,示波器從采集信號(hào)到屏幕上顯示信號(hào)波形的過(guò)程,是由若干個(gè)捕獲周期組成的。一個(gè)捕獲周期包括采樣時(shí)間和死區(qū)時(shí)間,模擬信號(hào)通過(guò)ADC采樣量化轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)同時(shí)存儲(chǔ),整個(gè)采樣存儲(chǔ)過(guò)程的時(shí)間稱為采樣時(shí)間。示波器必須對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量運(yùn)算顯示等處理,才能開始下一次的采樣,這段時(shí)間稱為死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間內(nèi),示波器并沒有進(jìn)行波形采集。一個(gè)捕獲周期完成后就會(huì)進(jìn)入到下一個(gè)捕獲周期。

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  捕獲周期的倒數(shù)就是波形刷新率,波形刷新率=1/(采樣時(shí)間+死區(qū)時(shí)間)。其中采樣時(shí)間由示波器屏幕的采樣窗格決定,即采樣時(shí)間是固定的。而死區(qū)時(shí)間則由示波器的處理能力決定。刷新率很低的示波器,死區(qū)時(shí)間很大,捕獲到異常波形的概率就會(huì)降低,每秒鐘波形刷新的次數(shù)很低。所以波形線條就會(huì)很明顯,ZDS2022示波器刷新率高,波形線條就會(huì)重疊,所以看起來(lái)就更加細(xì)膩。


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