什么是数字储存示波器(数字存储示波器由什么构成)

1. 数字存储示波器由什么构成

数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后，数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器。

2. 数字存储示波器的原理与使用

到优利德官网下载UT2025B使用说明即可。

3. 数字示波器的存储功能

垂直分辨率概念

用数字示波器测量模拟信号第一步就是用ADC（模数转换器）把探棒接收到的模拟信号转换成数字信号，ADC数模转换芯片的分辨率直接决定了示波器垂直方向上的采样精度。比如ADC是8位，那么垂直方向上的信号可以被切分成00000000~11111111一共2的8次方，256段。模数转换器的垂直分辨率，就是数字示波器的垂直分辨率，代表示波器将输入电压转换为数字值的精确程度。

数字示波器所显示的垂直分别率由什么决定

优先级从高到低

1.前端ADC的分辨率

2.显示屏分辨率：它决定了经过处理的信号，有多少可以被显示出来。比如ADC虽然可以在垂直方向上显示256段，但是可能显示屏的分辨率垂直只有240个像素点，那么有一部分点会被合并成1个像素显示。

3.插值算法：实际的示波器，上面显示的像素点不一定都是实际采样生成的，一部分是通过插值算法计算出来的虚拟的点，好的插值算法会使插值的点与实际的点差异比较小。

垂直精度

当我们用同一个示波器在不同垂直档位下测量同一信号时，得到的测量结果往往是不一样的。

比如我们测量一个2V的方波信号，在垂直档位为2V时，测出幅值可能为1.960V。

在垂直档位为500mV时，测出幅值为1.980V。

为什么会这样？因为它涉及到垂直分辨率的问题，假设当垂直档位为500mV/div时，示波器垂直方向有10格，则其垂直分辨率由ADC的分辨率决定，即为(500mV*10）/256=19.531mV，也就是ADC不能分辨小于19.531mV的电压信号。测量同一个信号，在垂直档位为2V/div的情况下，ADC能分辨的信号为（2000mV*10）/256=78.125mV，小于该电压值的信号是不能测量的，即数字测量仪器都是存在采集的量化误差的，ADC的位数越高，量化误差就会越小，但是它只能无限减小，并不能消除。

所以当我们在对波形进行测量时，尽量使波形占满示波器屏幕，目的就是为了提高垂直精度，使测量结果更准确。

通过改变算法来提高分辨率

数字示波器中ADC的位数越高，垂直分辨率越高，该分辨率由硬件决定，一旦确定无法改变。但示波器整个系统的有效位数形成的分辨率与前者不同，我们可以通过软件提高分辨率。

目前大部分的示波器对ADC采样后提高分辨率最常用的方法就是采用“平均”的做法。

在平均采样方式中，可先设置一个平均次数N，之后示波器会对采集的N段波形，将它们按照触发位置对齐，对N段波形进行平均运算，最终得到一段平均后的波形。

这种采样方式降低随机噪声的同时并没有损失带宽，示波器系统的分辨率就会提高，但是平均模式会经过较长的时间来响应变化的波形，以牺牲示波器的速度来换取较高的分辨率，而且由于其处理方式的特殊性，决定了它适用的波形信号只能是周期信号。

总结

示波器显示屏垂直方向上的分辨率本身就有限，另外测量高频信号时，幅度本身就不准确，在上限频率处甚至有30%的误差，而且垂直分辨率过高会提高模数转换时间，影响采样率，进而影响带宽，得不偿失。一般示波器的垂直分辨率是8位，高分辨率的示波器达12位，如果示波器模拟电路本身的精度没有提高，单纯追求ADC的分辨率是没有意义的。如果追求电压的准确度，应该使用万用表，示波器更主要的功能是观测波形的形状，测量准确度一般在2%以内，这种准确度应对绝大多数应用是完全游刃有余的。

4. 数字示波器的构成

单踪示波器组成:由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。

5. 数字存储示波器有何实际应用

数字示波器的USB口分两种，一种是USBHost（A型连接器），接USB存储设备（如U盘）等，可用于保存示波器的截屏、波形数据、仪器配置信息等；另一种是USBDevice（B型连接器），接电脑主机，用于实现上位机对示波器的远程控制。

6. 数字存储示波器的工作原理是什么?

第一章 EWB概述 EWB是Electronics Workbench的缩写，称为电子工作平台，是一种在电子技术界广为应用的优秀计算机仿真设计软件，被誉为"计算机里的电子实验室"。 其特点是图形界面操作，易学、易用，快捷、方便，真实、准确，使用EWB可实现大部分硬件电路实验的功能。 电子工作平台的设计试验工作区好像一块"面包板"，在上面可建立各种电路进行仿真实验。电子工作平台的器件库可为用户提供350多种常用模拟和数字器件， 设计和试验时可任意调用。虚拟器件在仿真时可设定为理想模式和实模式，有的虚拟器件还可直观显示，如发光二极管可以发出红绿蓝光，逻辑探头像逻辑笔那样可直接显示电路节点的高低电平，继电器和开关的触点可以分合动作，熔断器可以烧断，灯泡可以烧毁，蜂鸣器可以发出不同音调的声音，电位器的触点可以按比例移动改变阻值。电子工作平台的虚拟仪器库存放着数字电流表、数字电压表、数字万用表、双通道 1000MHz 数字存储示波器、999MIHz数字函数发生器、可直接显示电路频率响应的波特图仪、16路数字信号逻辑分析仪、16位数字信号发生器等，这些虚拟仪器随时可以拖放到工作区对电路进行测试，并直接显示有关数据或波形。电子工作平台还具有强大的分析功能， 可进行直流工作点分析， 暂态和稳态分析，高版本的EWB还可以进行傅立叶变换分析、噪声及失真度分析、零极点和蒙特卡罗等多项分析。 使用EWB对电路进行设计和实验仿真的基本步骤是： 1. 用虚拟器件在工作区建立电路；2.选定元件的模式、参数值和标号； 3.连接信号源等虚拟仪器； 4. 选择分析功能和参数；5.激活电路进行仿真；6.保存电路图和仿真结果。

http://home.htu.cn/jingpinkecheng/gpdzxl/zxsy/EWB.htm

7. 数字示波器和数字存储示波器区别

模拟示波器优点反应快，分辨率高，低频时动态效果明显；缺点，频率做不高(500MHz)，只能看周期信号，大部分参数需要换算，与同样带宽示波器比体积大，且无法与计算机通讯。

数字示波器优点带宽做到很高(目前已有150GHz以上)，能存储，能通讯，单次或非周期信号分析；缺点，分辨率低于模拟，反应慢(AD)，但随着技术的进步，数字会替代模拟。

8. 数字存储示波器的存储器在存储数据时的特点

数据显示是将系统内部或外部存储器中的数据以可见或可读形式输出，有数据值直接显示、数据表显示、各种统计图形显示等形式。

在地理信息系统中，反映空间信息的数据还可以图形或图像形式显示。

数据显示除与数据本身有关外，还与显示设备有关。

对于高分辨彩色显示器、彩色绘图机，显示精度高，并可利用不同颜色表示出不同数值。

对于单色显示器、打印机，需设计不同显示符号来表示不同数值，以提高显示效果。

在触发信号到来之前，逻辑分析仪不断地采集和存储数据，一旦触发信号到来，存满观察窗口数据后，逻辑分析仪立即转入显示阶段。

根据逻辑分析仪的用途不同，显示的方式也是多种多样的，主要有状态表显示和定时图显示两类，此外，还有矢量图显示、映射图显示、多窗口显示。

1.状态表显示

所谓状态表显示，就是将数据信息用“1”、“0”组合的逻辑状态表的形式显示在屏幕上。

状态表的每一行表示一个时钟脉冲（与被测系统同步的外时钟）对应的一个多通道采集的数据。

状态显示可将存储器的内容以二进制、八进制、十六进制的形式显示在屏幕上，或者将总线上出现的数据翻译成各种微处理器的汇编语言源程序，实现反汇编显示。这种显示特别适用于软件调试。

为了便于测试，有些逻辑分析仪中设置有两组存储器，一组存储标准数据或正常响应的数据，另一组存储被测数据。

这样，可在屏幕上同时显示两个状态表，并把两个表中的不同状态用高亮字符显示出来，自动进行了比较显示。

2.定时图显示

定时图显示像多通道示波器显示多个波形一样，将存入存储器的数据流按逻辑电平及其时间关系显示在屏幕上，即显示各通道波形的时序关系。

定时图方式是一种时域测量方式，但定时图显示的波形不是实际波形，而是该通道在等间隔采样时间点上采样的信号的逻辑电平值，是一串已被重新构成、类似方波的波形，称为“伪波形”。

为了实时地再现波形，要求尽可能高的时钟频率（通常是逻辑分析仪的内时钟）来对输入信号进行采样，但由于受时钟频率和存储容量的限制，取样点不可能无限密，应根据被测对象合理地选用时钟频率。

定时图显示多用于硬件的时序分析，以及检测被测被检波形中各种不正常的毛刺脉冲等，例如分析集成电路输入/输出端的时序与逻辑关系、I/O的中断请求与CPU的应答信号的定时关系等。

3.图解显示

（1）矢量图显示

矢量图又称点图，是把要显示的数字量用数-模（D-A）转换电路转化成模拟量，然后显示在屏幕上。

它类似于示波器的X-Y模式显示，X（水平）轴表示数据出现的实际顺序，Y（垂直）轴表示被显示数据的模拟数值（刻度可由用户设定），每个数字量在屏幕上形成一点，称为“状态点”。

系统的每个状态在屏幕上各有一个对应的点，这些点分布在屏幕上组成一幅图，称之为“矢量图”。矢量显示模式显示出状态点的变化轨迹可用于检查一个程序的执行情况。

（2）映射图显示

映射图显示可以用来宏观地分析数据流，观察系统动态运行的全貌。映射图显示把采集到的每一个数据分成高位和低位两部分，再分别用两个D-A转换器变换成模拟信号，分别驱动X、Y通道显示。

这样每个数据就对应显示器上的一个确定的光点，并用一系列光点表示一个数据流。

4.多窗口显示

逻辑分析仪可设置多个显示窗口。例如，将一个屏幕分成两个窗口显示，上窗口显示该处理系统的I/O端在某一时段的定时图，下窗口显示经反汇编后的微处理器的汇编语言源程序。

由于上、下两个窗口的图形在时间上、逻辑上是相关的，因而对硬件电路的定时和软件程序的执行可同时进行观察，软、硬件可联合调试。

5.统计资料显示

经过审核、分组、汇总等步骤，统计整理的最终成果就是数据的显示。统计表和统计图是统计资料显示的基本形式，具有简洁、明了、直观和形象的特点。