2020年2月11日 星期二

5分鍾了解數字示波器工作原理


  示波器是我們電子工程師的左膀右臂,把示波器玩好玩精是我們的必備技能之一。而古人早就教育我們不僅要知其然,數位示波器更要知其所以然。因此僅僅會玩是不夠的,弄清楚示波器的工作原理對於更好地使用示波器來說更是尤為重要。
  首先示波器從設計原理上分為模擬示波器和數字示波器兩種,這個想必大家都清楚。最早出現的示波器為模擬示波器,訊號產生器而今由於帶寬等問題,模擬示波器已經漸漸被淘汰。那模擬示波器的原理是怎麼樣的呢?下面這張圖就可以很好的說明:
  是不是很簡單?從設計理念上來分析,模擬示波器有許多不可比擬的好處,例如信號波形不會丟失、不存在死區時間等。頻譜分析儀而數字示波器雖然一開始會存在這些問題,但隨著現在電子技術的大力發展,這種瑕疵已經變得越來越小。那數字示波器的設計原理又是怎麼樣的呢?
  波形首先要通過探頭,經由前端的放大器進行放大,之後由模數轉換單元進行轉換,進而存儲到采集內存中,電子負載然後顯示到顯示器上。
  在這一整個過程中,你不難發現,波形並不是實時呈現在屏幕上的,而是經過采集內存之後又呈現在波形上的。數位示波器因此如果整個采樣和轉換時間較長的話,就會產生較大的死區時間,所以在死區時間內的波形就無法觀察到了。這也就是為什麼很多人至今仍然堅持認為數字示波器不如模擬示波器好的原因所在。

  模擬示波器的優點毋庸贅述,實時性好、原理簡單、價格便宜。但是本身的儀器原理也包含了終將會被時代拋棄的硬傷。

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