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數位式 ( 儲存 ) 示波器 Digital (Storage) oscilloscopes

數位式 ( 儲存 ) 示波器 Digital (Storage) oscilloscopes. 組別 : 第 10 組 組員 : 黃俊斌 許嘉新 胡伯伸 張泯豪 工作分配 : 找資料 . 許嘉新 資料整理 . 張泯豪 POWERPOINT 製作 . 黃俊斌 口頭報告 . 胡伯伸. 原理簡介.

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數位式 ( 儲存 ) 示波器 Digital (Storage) oscilloscopes

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  1. 數位式(儲存)示波器Digital (Storage) oscilloscopes • 組別:第10組 • 組員:黃俊斌 許嘉新 胡伯伸 張泯豪 工作分配:找資料.許嘉新 資料整理.張泯豪 POWERPOINT製作.黃俊斌 口頭報告.胡伯伸

  2. 原理簡介 • 在DSO中，在顯示信號波形之前首先要採集波形並存入存儲器。在基本些DSO中使用了另一種類型的CRT，即和PC監視器及電視機所使用的相類CRT。在這些CRT中電子束得由安裝在CRT外面的線圈產生的磁場來偏轉的。這種偏轉方法稱為磁偏轉，它只能在一個很有限的偏轉頻率範圍內使用，即在屏幕上以固定的頻率從左到右一行緊接著一行的出掃瞄線。

  3. DSO計算出屏幕上的哪些點需要加亮，當掃瞄系統掃到屏幕上的這種點時，就使電子束加亮。這種顯示方式只能用於DSO。這時我們在屏幕上看到的並不是輸入信號本身的波形，而是使用早些時刻採集的表示輸入信號的數據在屏幕上重建的波形。DSO計算出屏幕上的哪些點需要加亮，當掃瞄系統掃到屏幕上的這種點時，就使電子束加亮。這種顯示方式只能用於DSO。這時我們在屏幕上看到的並不是輸入信號本身的波形，而是使用早些時刻採集的表示輸入信號的數據在屏幕上重建的波形。

  4. 何謂數位存儲 • 從字意上不難看出，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18），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）對這些瞬時值或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

  5. 數位存儲示波器的方框圖

  6. 採樣和數位化 • 數字存儲分兩步來實現。第一步，獲取輸入電壓的採樣值。這是通過採樣及保持電路來完成的，當開關S閉合時，輸入放大器A1，通過開關S對保持電容進行充放電，而當開關S斷開時保持電容上的電壓就不再變化，緩衝放大器A2將此採樣值送往模/數變換器（ADC），ADC則測量此採樣電壓值，並用數字的「字」的形式表示出來。

  7. 基本的採樣保持電路

  8. 各個比較器的參考電壓彼此略有不同，這此參考電壓都是用一個電阻鏈從一個基準電壓源而得到的。對於某一採樣電壓值來說，若干個比較器輸出為有效，而其餘的比較器輸出為無效，接著ADC中的編碼變換器就把該採樣電壓值變為一個「數字」，並將其送往數字存儲器。這種類型的ADC稱為 flash模/數字變換器。因為它能在「一閃」間把一個模擬輸入電壓變換為一個「數字」。但是其缺點是完成一個採樣壓的變換所需時間較長。

  9. 模數變換器基本電路

  10. 假象（Aliasing)現象 • 如圖所示，我們從信號波形的不同週期連續獲到採樣點，然而。每一個新的採樣點的採集都發生在相對信號過零點的時間間隔略為長一點的時刻。如果我們現在來顯示這些採樣點並用它來重建信號波形，則顯示出的仍然是一個正弦波。但是這個正弦波的頻率和原來輸入信號的頻率完全不同。這種現象稱為假象信號或者不正確頻率的幻影信號。然而，它卻可能表示出正確的波形形狀，而且往往還具有正確的波度幅度。

  11. 假象信號正弦波

  12. 三種示波器的簡介 • 類比示波器 • 類比示波器會即時顯示訊號，利用強度等級不同顯示事件相關頻率的能力是其最大優點。正因如此，即使類比示波器無法儲存或分析資訊，仍有許多技術人員和工程師堅持使用這類示波器，因為所看到的就是實際的訊號

  13. 數位儲存示波器 (DSO) • 數位儲存示波器( DSO)是第一種數位示波器，具有波行擷取、儲存和分析等優點。DSO會連續處理所擷取的波形，所以微處理器的速度越快，波形擷取率越好。波形擷取率較高可以讓DSO看到更多的偶發事件，即時反映訊號變化。DSO餘暉模式顯示是利用發生頻率的資訊，將正確擷取的資料進行後處理，建立以靜態波行為基礎的畫面，因此DSO較難精確地顯示動態的複雜訊號。

  14. 數位螢光是波器 (DPO) • 數位螢光示波器(Digital Phosphor Oscilloscopes, DPO)利用最先進的平行處理架構，即時擷取、顯示及儲存訊號的三維資訊。DPO則利用數位方式控制三維陣列的資料替換，複製這種強度衰退的情形。所以， DPO可以顯示、儲存及分析訊號的三維資訊：振幅、時間、和隨著時間變化的振幅分布情形。

  15. 參考網址 • http://www.jicheng.net.cn/auto_news//hangyedongtai/1004463.html • http://www.tek.com/Measurement/cgi-bin/framed.pl?Document=/Measurement/Products/press/tds200/tc/&FrameSet=oscilloscopes

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