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          技術(shù)文章
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          使用虛擬示波器注意的問題

                 虛擬示波器作為一種現(xiàn)代電子測量工具,為我們提供了便捷和高效的測量方式,但在使用過程中也有一些需要注意的問題。
          首先,要確保計算機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性。虛擬示波器依賴計算機運行,如果計算機存在硬件故障、驅(qū)動程序不兼容或者操作系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題,可能會導致測量結(jié)果不準確甚至軟件崩潰。例如,計算機的 CPU 性能不足可能會在處理大量數(shù)據(jù)時出現(xiàn)卡頓,影響實時測量。
          其次,注意信號的輸入范圍和帶寬限制。超過虛擬示波器輸入范圍的信號可能會導致設備損壞,而帶寬不足則無法準確測量高頻信號。比如,在測量高頻射頻信號時,如果示波器帶寬不夠,可能會丟失信號的高頻成分,造成測量誤差。
          再者,校準問題至關重要。定期對虛擬示波器進行校準,以確保測量的準確性和精度。未校準的示波器可能會給出偏離實際值的測量結(jié)果,影響對電路性能的判斷。
          另外,采樣率的設置也需要合理。采樣率過低可能無法捕捉到快速變化的信號細節(jié),導致波形失真。例如,在測量脈沖信號時,采樣率不足可能無法清晰顯示脈沖的上升沿和下降沿。
          在軟件操作方面,要熟悉所使用的虛擬示波器軟件的功能和操作流程。錯誤的設置或操作可能會導致測量結(jié)果的誤解。比如,錯誤地設置觸發(fā)模式可能導致無法穩(wěn)定捕獲所需的信號。
          同時,注意電磁干擾的影響。周圍的電磁環(huán)境可能會對測量信號產(chǎn)生干擾,導致測量結(jié)果不準確。在強電磁干擾環(huán)境下,需要采取適當?shù)钠帘魏蜑V波措施。
          最后,對于長時間的測量任務,要關注數(shù)據(jù)存儲和處理的能力。確保有足夠的存儲空間來保存測量數(shù)據(jù),并能夠有效地對大量數(shù)據(jù)進行分析和處理。
          總之,在使用虛擬示波器時,充分考慮以上問題,可以提高測量的準確性和可靠性,更好地發(fā)揮其在電子測量中的作用。


          虛擬示波器因具有波形觸發(fā)、存儲、顯示、測量、波形數(shù)據(jù)分析處理等獨特優(yōu)點,其使用日益普及。由于虛擬示波器與模擬示波器之間存在較大的性能差異,如果使用不當,會產(chǎn)生較大的測量誤差,從而影響測試任務。


          1.如果采樣速率不夠,容易出現(xiàn)混迭現(xiàn)象

             如果示波器的輸人信號為一個100KHz的正弦信號,示波器顯示的信號頻率卻是50KHz,這是怎么回事呢?這是因為示波器的采樣速率太慢,產(chǎn)生了混迭現(xiàn)象。混迭就是屏幕上顯示的波形頻率低于信號的實際頻率,或者即使示波器上的觸發(fā)指示燈已經(jīng)亮了,而顯示的波形仍不穩(wěn)定。那么,對于一個未知頻率的波形,如何判斷所顯示的波形是否已經(jīng)產(chǎn)生混迭呢?可以通過慢慢改變掃速t/div到較快的時基檔,看波形的頻率參數(shù)是否急劇改變,如果是,說明波形混迭已經(jīng)發(fā)生;或者晃動的波形在某個較快的時基檔穩(wěn)定下來,也說明波形混迭已經(jīng)發(fā)生。根據(jù)奈奎斯特定理,采樣速率至少高于信號高頻成分的2倍才不會發(fā)生混迭,如一個500MHz的信號,至少需要1GS/s的采樣速率。有如下幾種方法可以簡單地防止混迭發(fā)生:
          ?調(diào)整掃速;
          ?采用自動設置(Autoset);
          ?試著將收集方式切換到包絡方式或峰值檢測方式,因為包絡方式是在多個收集記錄中尋找極值,而峰值檢測方式則是在單個收集記錄中尋找最大最小值,這兩種方法都能檢測到較快的信號變化。

          ?如果示波器有Insta Vu采集方式,可以選用,因為這種方式采集波形速度快,用這種方法顯示的波形類似于用模擬示波器顯示的波形。

          2.采樣速率與t/div的關系

          每臺虛擬示波器的最大采樣速率是一個定值。但是,在任意一個掃描時間t/div,采樣速率fs由下式給出:
          fs=N/(t/div)       N為每格采樣點
          當采樣點數(shù)N為一定值時,fs與t/div成反比,掃速越大,采樣速率越低。

          綜上所述,使用虛擬示波器時,為了避免混迭,掃速檔最好置于掃速較快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺,掃速檔則最好置于主掃速較慢的位置

           虛擬示波器的上升時間

          在模擬示波器中,上升時間是示波器的一項極其重要的指標。而在虛擬示波器中,上升時間甚至都不作為指標明確給出。由于虛擬示波器測量方法的原因,以致于自動測量出的上升時間不僅與采樣點的位置相關,如圖2中a表示上升沿恰好落在兩采樣點中間,這時上升時間為數(shù)字化間隔的0.8倍。圖2中的b的上升沿的中部有一采樣點,則同樣的波形,上升時間為數(shù)字化間隔的1.6倍。另外,上升時間還與掃速有關,下面是TDS520B測量同一波形時的一組掃速與上升時間的數(shù)據(jù):
          表2掃速與上升時間
          t/div(ms)502010521tr(μs)800320160803216
          由上面這組數(shù)據(jù)可以看出,雖然波形的上升時間是一個定值,而用虛擬示波器測量出來的結(jié)果卻因為掃速不同而相差甚遠。模擬示波器的上升時間與掃速無關,而虛擬示波器的上升時間不僅與掃速有關,還與采樣點的位置有關,使用虛擬示波器時,我們不能象用模擬示波器那樣,根據(jù)測出的時間來反推出信號的上升時間。


          下圖為DSO2902A虛擬示波器采集一方波時的上升時間波形

          從示圖可以看出,此波形的上升時間為3.2uS。
          DSO2902A虛擬示波器還具有以下特點:
          1. 體積小巧,攜帶方便。
          2. 功能豐富。集成時波器,信號發(fā)生器,邏輯分析儀。
          3. 1024K采樣點(單通道),512K采樣點(雙通道)。
          4. 觸發(fā)方式:上邊沿觸發(fā),下邊沿觸發(fā),電平觸發(fā),眼圖觸發(fā)。
          5. 光標測量電壓,時間。
          6. 自動測量頻率,周期,最大值,最小值,峰峰值,有效值。
          7. 加,減,X-Y,F(xiàn)FT等多種波形運算功能。
          8. 無限量存儲波形,數(shù)據(jù),圖片方便查看,分析,處理。
          9. 具有二次開發(fā)包,可用于labview,VB,VC調(diào)用開發(fā)。
          10. 可當數(shù)據(jù)采集卡,集成2路8位數(shù)據(jù)采集器,14路數(shù)字IO,1路10位DA虛擬信號源。

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