2021-11-15 06:09

数字示波器的工作原理是什么?数字示波器死区时间介绍

导读什么是死亡时间?想要知道死区时间的来源,需要对数字示波器的结构有一个基本的了解。数字示波器的典型框图如图1和2所示。图1:传统数字示波

什么是死亡时间?

想要知道死区时间的来源,需要对数字示波器的结构有一个基本的了解。数字示波器的典型框图如图1和2所示。

图1:传统数字示波器的组成框图。

图2:2:RS公司RTO系列示波器组成框图。

测量信号通过输入通道进入示波器,并由垂直系统中的衰减器和放大器进行调节。模数转换器(ADC)以规则的时间间隔对信号进行采样,并将每个信号幅度转换为离散的数字值,这些数字值称为“采样点”。采集模块然后执行处理功能,例如样本提取,默认模式通常是采样模式。输出数据作为样本存储在采集存储器中。用户可以通过记录长度设置存储样本的数量。

根据用户的需求,这些样本点可以进一步进行后处理。后处理任务包括算术函数(如平均)、数学运算(如FIR滤波)、自动测量(如上升时间或下降时间)和分析函数(如直方图或模板测试)。其他后处理包括协议解码、抖动分析和矢量信号分析等。

对于数字示波器,波形样本的处理步骤基本没有限制。这些后处理功能或者由仪器的主处理程序使用软件执行,或者由特殊的专用集成电路或现场可编程门阵列硬件执行,具体取决于示波器的结构。最后,结果通过示波器的显示屏呈现给用户。

从图1和图2中,我们可以看出RS RTO系列示波器与传统数字示波器在信号处理上的区别。它采用专门自主研发的ASIC芯片RTC和FPGA实现波形样本的后处理,如通道校准、样本提取、数字滤波、数学、直方图测量、模板测试、FFT、自动测量、协议解码等,大大降低了主处理器的工作量。同时在RTO芯片中用数字触发器代替模拟触发电路,消除了模拟触发电路带来的触发抖动。为了降低这种抖动,传统的中高端示波器需要大量的DSP后处理。硬件结构的创新大大缩短了RTO示波器波形采样后处理的时间。

从示波器信号采样捕获到波形采样的处理过程中,会显示出这个周期,称为捕获周期。只有在上一个捕获周期结束后,示波器才能捕获下一个新波形。因此,数字示波器将其大部分捕获周期用于波形样本的后处理。在此过程中,示波器处于无信号状态,无法继续监测被测信号。从根本上说,死区时间是数字示波器对波形样本进行后处理所需的时间。