示波器显示质量对发现信号异常能力的影响线切割机

示波器显示质量对发现信号异常能力的影响

示波器显示质量对发现信号异常能力的影响 2011： Agilent6000 系列示波器Vs. Tek TDS3000 系列示波器引言　　示波器的显示质量极大影响您有效进行设计查错的能力。如果您的示波器只有低质量的显示，您就不可能看到关键的信号异常。能示出信号亮度等级的示波器也能展示重要的波形细节，包括揭示各种模拟和数字应用中的信号异常。　　本应用指南比较Agilent 6000系列混合信号示波器（ M S O ）和Tektronix TDS3000系列示波器对各种模拟和数字信号的显示质量。在一些例子中还给出传统模拟示波器的显示结果。我们还讨论量化显示质量的方法，从而能对示波器显示 作更容易的客观比较。　　第三维：亮度调制工程师一般认为数字存储示波器（DSO）是一种用图形方式显示电压—时间关系的二维仪器。但示 波器实际存在着第三维：Z 轴。第三 维示出连续波形亮度等级，它是信号在特定 X-Y 位置所产生频度的函数。在模拟示波器中，亮度调制是电子束扫描示波器矢量型显示的自 然现象。由于早期受到数字显示技术的限制，在数字示波器代替模拟示波器的同时，也丢失了这第三维的亮度调制。现在正是失而复得的良机。　　当您查找信号异常，特别是在观察复合调制模拟信号，如视频信号，磁头读写信号和数控马达驱动信号时，显示亮度等级是非常重要的。对于汽车、工业和消费品市场中各式各样的嵌入式微处理器和微控制器混合信号应用，亮度等级也是极有帮助的。即使您是观看纯数字波形，亮度等级也能给出有关沿抖动、垂直噪声和异常事件出现率等统计信息。　　近来，所有主要数字示波器厂商都已开始提供Z轴亮度等级，以仿效模拟示波器的显示质量，并取得不同程度的成功。复合调制的模拟信号应用　　如果您的工作要用到复合调制 信号，您就需要有足够显示质量的 示波器，使您能首先观看大的图景， 然后通过放大察看信号细节。复合电视信号　　许多工程师都熟悉标准 NTSC和 PAL 复合电视信号，该信号属于复合调制模拟信号。图1是模拟示波器所捕获一帧复合电视信号的照片。 当您以 5ms/div 观看该波形时，即使存在显示“闪烁”，仍可得到埋入在 所显示波形包络内的重要信息。有经验的电视设计师能从该显示迅速判定所产生模拟信号的质量。　　图 2 是无 Z 轴亮度调制较老数字示波器的显示。虽然该示波器有足够的采样率和存储深度来捕获时基为5ms/div 的信号，但所有捕获点的显示亮度相同。这就在视觉上丢失了信号包络内的波形细节。因此在选择模拟示波器技术还是选择较老的数字显示技术上，不应对今天视频实验室中充斥模拟示波器感到惊奇！　　但数字示波器最终也达到了模拟示波器的视觉显示质量。图3是使 用Agilent 6000系列示波器对视频信 号的实时捕获。该示波器使用 Agilent 专有 MegaZoom III 技术，每 一像素有256级彩色亮度，它由深采集存储器（达 8MB）映射至高分辨率显示器（XGA）。这种数字示波器能用相似于（或可能高于）模拟示波 器的质量显示重复的模拟信号，并能以同样的视觉分辨率捕获、显示和保存复杂的单次信号。而这正是模拟示波器不及数字示波器之处。 模拟示波器只能显示重复波形。图4是与图3相同采集所捕获复合电视信号中行信号的放大_窗口显示。由于模拟示波器不能用数字方式保存波形，因此我们不能示出使用模拟示波器的类似放大单次显示。图 5 是用Tektronix TDS3000 系 列示波器对同一复合电视信号进行 重复捕获， Tektronix 公司把它归入 数字荧光示波器（DPO）。Tektronix 推出 DPO 技术，试图用它仿效模拟 示波器的显示质量。虽然 DPO 的显示质量远远超过较老的数字示波器（图 2），但我们仍然认为它达不到 Agilent MegaZoom III技术或模拟示波器的显示质量。我们鼓励您自行作出判断。而且 TDS3000系列示波器的DPO 技术就像模拟示波器，需要重复 / 等效时间采集，以有效产生有亮度等级的显示。如果您用单次采集捕获该信号，会发现波形非常像图 2 的情况。只有少数几个亮度级。此外，如果想放大捕获波形而只观察一条电视行信号，就只能看到如图6所示的一些间隔很大的离散点。这是因为该示波器的存储器深度受限（最大为 10 k），它降低了采样率来观察相对长和复杂的波形， 例如这种复合电视信号。在这一特 殊例子时，采样率降到只有 250kSa/ s，虽然该示波器规定的最大采样率达到 GSa/s 量级。Agilent 6000 系列示波器中的深存储器能让您捕获 “大的”图像（图3），然后放大“小的/细节的”区域（图 4），用持续的高采样率得到充分的波形细节。数字控制马达驱动信号 　　复杂模拟信号的另一例子是数 字控制马达驱动信号。马达不同时 间

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