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在仪器测(ce)量圈,作为一个初(chu)学者(zhe)首先要(yao)学会的(de)仪器那就是示波(bo)器了,除了要(yao)会实际操作,对示波(bo)器的(de)常用术(shu)(shu)语(yu)也(ye)是必(bi)须(xu)要(yao)了解的(de)。同昌源就给大(da)家(jia)分(fen)享一下示波(bo)器初(chu)学者(zhe)必(bi)须(xu)了解的(de)常用术(shu)(shu)语(yu),刚刚入门的(de)小伙伴们,赶(gan)紧收藏好哦。
1、带宽
指的(de)(de)是正(zheng)弦输入信号衰减到其实(shi)际幅度(du)的(de)(de)70.7%时的(de)(de)频(pin)率值,即-3dB点(基于对(dui)数标度(du))。本规范(fan)指出示(shi)波器所能准确测量的(de)(de)频(pin)率范(fan)围。带宽决定示(shi)波器对(dui)信号的(de)(de)基本测量能力。
随着信号频率的(de)增加,示波器(qi)对信号准确显示能(neng)力将下降。如果没有(you)(you)足够的(de)带(dai)宽,示波器(qi)将无法分辨(bian)高频变(bian)化。幅度将出现失真(zhen),边缘(yuan)将会消失,细节数具将被丢(diu)失。如果没有(you)(you)足够的(de)带(dai)宽,得到的(de)关于信号的(de)所有(you)(you)特性、响(xiang)铃和振鸣等都毫无意(yi)义。
5倍准(zhun)则5倍(bei)准则(示(shi)波器(qi)所需(xu)带宽=被测信号的*高频(pin)率成分Х 5)使用(yong)5倍(bei)准则选定的示(shi)波器(qi)的测量误差将不会超(chao)过±2%,一般(ban)已(yi)(yi)足够了。然而,随着信号频(pin)率的增加(jia),这个经验准则已(yi)(yi)不再适用(yong)。带宽越高,再现(xian)的信号就越准确(que)。
2、上升(sheng)时间
在(zai)数字(zi)世(shi)界(jie)中(zhong),时间(jian)的(de)(de)测(ce)定(ding)至关重要。在(zai)测(ce)定(ding)数字(zi)信号时,如脉冲和阶跃波可(ke)能更需(xu)要对上升(sheng)时间(jian)作性能上的(de)(de)考率。示波器必需(xu)要有足够长的(de)(de)上升(sheng)时间(jian),才能准确的(de)(de)捕获(huo)快速变换(huan)的(de)(de)信号细(xi)节。
示(shi)波器(qi)上升(sheng)时间示波器上升时间=被测信号的*快(kuai)(kuai)上升(sheng)时间+5上升(sheng)时间描述示波(bo)(bo)器的有(you)效频率范围,选(xuan)择示波(bo)(bo)器上升(sheng)时间的依据类似于带宽的选(xuan)择依据。示波(bo)(bo)器的上升(sheng)时间越快(kuai)(kuai),对信(xin)号的快(kuai)(kuai)速(su)变换的捕获也就越准确。
3、采样速率
采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内,采样输入信号的频率。表示为样点数每秒(S/S)。示波器的采样速率越快,所显示的波形的分辨率和清晰度就越高,重要信息和事件丢失的概率就越小。如果需要观测较长时间范围内的慢变信号,则*小采样率就变得较(jiao)为重要。
计算采样速率的方法取决于所测量的波形类型,以及示波器所采用的信号重构方式。为了准确的再现信号并避免混淆,奈奎斯特定理规定,信号的采样速率必需不小于其*高频率(lv)成(cheng)分(fen)的两倍。
然而,这个定理的前提是基于无限长时间和连续的信号。由于没有示波器可以提供无限时间的记录长度,而且从定义上看,低频干扰是不连续的,所以采用两倍于*高频(pin)率成分的(de)采样(yang)速率是不够的(de)。实际(ji)上,信号(hao)的(de)准确(que)再现取决于其(qi)采样(yang)速率和信号(hao)采样(yang)点(dian)间隙所采用的(de)插值法。
使用正(zheng)弦(xian)差值法时在使用正弦差值法时,为了准确再显信号,示波器的采样速率至少需为信号*高频率成分的2.5倍。使用线性插值法时,示波器的采样速率应至少是信号*高频率成分的(de)10倍。
4、波形(xing)捕获速率
是指示(shi)波器采集波形(xing)的(de)速(su)度。所有的(de)示(shi)波器都会闪烁(shuo)。也就是说(shuo),示(shi)波器每秒钟以特定的(de)次数捕获(huo)(huo)信号,在(zai)这些测量(liang)点之间将(jiang)不在(zai)进行测量(liang)。这就是波形(xing)捕获(huo)(huo)速(su)率,表(biao)示(shi)为波形(xing)数每秒(wfms/s)。
波(bo)形捕(bu)获速率(lv)取决于示波(bo)器(qi)的(de)(de)类型和性能(neng)级别(bie),且有着很(hen)大(da)的(de)(de)变化范围。高波(bo)形捕(bu)获速率(lv)的(de)(de)示波(bo)器(qi)将会提(ti)供更多(duo)的(de)(de)重要信号特(te)性,并能(neng)极大(da)的(de)(de)增加示波(bo)器(qi)快(kuai)速捕(bu)获瞬时的(de)(de)异常情况,如抖动、矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的(de)(de)概率(lv)。
5、记录长度(du)
记录长度表示(shi)为构成一(yi)个(ge)完整波形记录的(de)点数(shu),决(jue)定了每个(ge)通道中(zhong)所能(neng)捕(bu)获的(de)数(shu)据量。由于示(shi)波器*能(neng)存(cun)储(chu)有(you)限(xian)数(shu)目的(de)波形采样,波形的(de)持(chi)续(xu)时(shi)间和示(shi)波器的(de)采样速率(lv)成反比。
6、触发能力
示波(bo)器的(de)(de)触发功(gong)能在正确(que)的(de)(de)信(xin)号(hao)位置点同步水(shui)平扫描,决定着信(xin)号(hao)特性(xing)是否(fou)清晰。触发控制(zhi)按钮可以稳定重复(fu)的(de)(de)波(bo)形并捕获单脉冲波(bo)形。
7、有效(xiao)比特
有效比(bi)特是示(shi)波器准确再现正弦信号波形的(de)能力(li)的(de)度(du)量。这个度(du)量将(jiang)示(shi)波器的(de)实(shi)际错误同(tong)理论上(shang)理想(xiang)的(de)数字化仪进行比(bi)较。由于实(shi)际的(de)误差数包括噪声和失真,所以(yi)必需指(zhi)定信号的(de)频率和幅度(du)。
8、频(pin)率(lv)响应
**采用(yong)(yong)带宽是不足(zu)以保证示(shi)(shi)波(bo)器准(zhun)确捕(bu)获高频(pin)信号的(de)(de)。示(shi)(shi)波(bo)器设定的(de)(de)目标是一个特(te)定类(lei)型的(de)(de)频(pin)率(lv)响(xiang)应:*大平坦包络时(shi)延(MFED)。此类(lei)型的(de)(de)频(pin)率(lv)响(xiang)应用(yong)(yong)*小的(de)(de)过冲和(he)阻尼振荡,提供(gong)极好的(de)(de)脉冲逼真度。
由(you)于数字示波(bo)器(qi)是由(you)实际(ji)的放大器(qi)、衰减器(qi)、模数转(zhuan)换器(qi)(ADC)、连接器(qi)和继电器(qi)组成,MFED响应只是对目(mu)标值(zhi)的一个逼近。不同厂家(jia)的产品的脉冲逼真度(du)有着很大的不同。
8、垂(chui)直灵敏度
垂(chui)直灵敏度(du)(du)指示(shi)(shi)垂(chui)直放(fang)大器对弱信号的放(fang)大程(cheng)度(du)(du),通常用每刻度(du)(du)多少毫伏(fu)来表(biao)示(shi)(shi)。多用途示(shi)(shi)波器能检测出(chu)的*小(xiao)伏(fu)特数(shu)的典(dian)型值(zhi)约为1mv每垂(chui)直显示(shi)(shi)屏刻度(du)(du)。
9、扫描速度
扫描速度(du)(du)表(biao)征轨迹扫过(guo)示(shi)(shi)(shi)波器显示(shi)(shi)(shi)屏的速度(du)(du)有多快(kuai),以便能(neng)够发现更(geng)细微的细节(jie)。示(shi)(shi)(shi)波器的扫描速度(du)(du)用时间(秒(miao))/格表(biao)示(shi)(shi)(shi)。
11、增益精度
增益精度是表征垂直系统对信号的衰减或放大的准确程度,通常用(yong)多(duo)少百分比误(wu)差来(lai)表示。
12、水平准确度(du)
水(shui)平或者时基准确度(du)是指在水(shui)平系统中,显示(shi)(shi)信(xin)号的定(ding)时的准确度(du),通常用多少(shao)百分比误(wu)差来(lai)表示(shi)(shi)。
13、垂直分辨率
模(mo)数转换(huan)(huan)器(qi)的(de)(de)(de)垂(chui)直分(fen)(fen)辨(bian)率(lv),也就(jiu)是(shi)数字示(shi)波(bo)器(qi)的(de)(de)(de)垂(chui)直分(fen)(fen)辨(bian)率(lv),是(shi)指示(shi)波(bo)器(qi)将输(shu)入电(dian)压(ya)转换(huan)(huan)为数字值的(de)(de)(de)精确程度(du)。垂(chui)直分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)用比特数来度(du)量(liang)。计算(suan)方(fang)法(fa)能提高有效的(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)率(lv),例如高分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)捕获模(mo)式。
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