怎样使示波器信号最强 示波器怎么调分辨率?
示波器怎么调分辨率?
垂直分辨率的概念
用数字示波器测量模拟信号的第一步是用ADC(模数转换器)将探头接收到的模拟信号转换成数字信号,ADC s数模转换芯片直接决定了示波器在垂直方向的采样精度。例如,如果ADC是8位的,则垂直方向上的信号可以分成256个2的幂段,从00000000到1111111。模数转换器的垂直分辨率是数字示波器的垂直分辨率,代表示波器将输入电压转换成数字值的精度。
什么决定了数字示波器显示的垂直分辨率?
优先级从高到低
1.前端ADC的分辨率
2.显示屏的分辨率:它决定了可以显示多少经过处理的信号。比如ADC虽然在垂直方向可以显示256段,但是显示屏的分辨率在垂直方向可能只有240像素,所以有些点会合并成一个像素进行显示。
3.插值算法:在实际的示波器中,上面显示的像素不一定是实际采样产生的,有些是插值算法计算出来的虚点。好的插值算使插值点和实际点之间的差异变小。
垂直精度
当我们用同一个示波器在不同的垂直档位测量同一个信号时,测得的结果往往是不一样的。
例如,如果我们测量2V的方波信号,当垂直档位为2V时,测得的幅度可能是1.960V。
当垂直档位为500mV时,测得的振幅为1.980V v。
为什么会这样?因为涉及到垂直分辨率的问题,所以假设当垂直档位为500mV/div时,示波器的垂直分辨率由ADC的分辨率决定,即(500mV*10)/25619.531mV,即ADC无法分辨小于19.531mV的电压信号,测量同样的信号时,当垂直档位为2V/div时,ADC能分辨的信号为(2000mV*10)/25678.125mV,信号更小ADC位数越高,量化误差会越小,但只能无限减小,无法消除。
所以我们在测量波形的时候,要尽量让波形占据示波器屏幕,这样才能提高垂直精度,让测量结果更加准确。
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,这是由硬件决定的,一旦确定就不能改变。但是示波器整个系统的分辨率与前者不同,我们可以通过软件来提高分辨率。
目前,大多数示波器提高ADC采样后分辨率最常用的方法是采用 "平均 "方法。
在平均采样模式下,您可以先设置一个平均数n,然后示波器将将采集到的N个波形按照触发位置对齐,对N个波形进行平均,最终得到一个平均波形。
这种采样方法在不损失带宽的情况下降低了随机噪声,示波器系统的分辨率将得到提高。然而,平均模式将需要很长时间来响应变化的波形,以牺牲示波器的速度为代价来换取更高的分辨率。而且由于其处理方法的特殊性,决定了其适用的波形信号只能是周期信号。
摘要
示波器显示屏在垂直方向上的分辨率是有限的。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。而且垂直分辨率太高会增加模数转换时间,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,高分辨率示波器是12位。如果示波器本身的模拟电路精度没有提高,单纯追求ADC的分辨率是没有意义的。如果追求电压的准确性,就要用万用表。示波器的主要作用是观察波形的形状,测量精度一般在2%以内,对于大多数应用来说是完全舒适的。
高精度示波器的使用方法?
波导管和电源系统
1)电源:示波器的主电源开关。按下此开关时,电源指示灯亮起,表示电源已接通。
2)强度:旋转该旋钮可以改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可以小一些,观察高频信号时可以大一些。
3)聚焦:聚焦旋钮调节电子束的横截面,使扫描线聚焦到最清晰的状态。
4)亮度:该旋钮调节荧光屏后面照明灯的亮度。在正常的室内光线下,最好调暗灯光。在室内光线不足的环境下,可以适当打开照明灯。
2.荧光屏
电压值和时间值可以通过将被测信号在屏幕上所占的方块数乘以一个适当的比例常数(V/DIV,TIME/DIV)得到。根据输入通道的选择,将示波器探头插入相应通道的插座,示波器探头上的地与被测电路的地相连,示波器探头接触被测点。示波器探头上有一个双位开关。当这个开关转到 "X1 "位置,被测信号不衰减地送到示波器,从荧光屏上读出的电压值就是信号的实际电压值。当这个开关转到 "X10 "位置,被测信号被衰减到1/10,然后送到示波器。信号的实际电压值是从荧光屏上读取的电压值乘以10。
3.垂直偏转系数和水平偏转系数
每个波段开关上通常有一个小旋钮,用于微调每个波段的垂直偏转系数。顺时针旋转到底,它就在 "校准和校准位置。此时,垂直偏转系数值与波段开关指示的数值一致。逆时针旋转该旋钮,微调垂直偏转系数。微调垂直偏转系数后,将导致与应注意,波段开关的指示值不一致。CAL是示波器的标准信号源,专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因子。示波器前面板上的位置旋钮调节信号波形在屏幕上的位置。
4.输入通道和输入耦合选择
1)输入通道选择-至少有三种输入通道选择方法:通道1(CH1)、通道2(CH2)和双通道。
选择通道1时,示波器只显示通道1的信号;当选择通道2时,示波器只显示通道2的信号;当选择双通道时,示波器同时显示通道1和通道2的信号。在维护中,通道1或通道2是最常见的选择。
2)输入耦合模式输入耦合模式-交流、GND和DC。
5.引发
(1)正常:当没有信号且屏幕上没有显示信号时,配合电平控制会显示稳定的波形。
(2)自动:无信号时,屏幕上显示的轨迹会在有信号时配合电平控制显示稳定的波形。
(3)电视场:用于显示电视场信号。
(4) P-PAUTO:无信号时,当屏幕显示的轨迹上有信号时,无需调整电平即可获得稳定的波形显示。
6.扫描模式
有三种扫描模式:自动、标准和单一。
示例:振幅和频率的测量方法(以示波器校准信号为例)
(1)将示波器探头插入通道1的插孔,并将探头上的衰减设置为 "1 "。
(2)将通道选择设置为CH1,将耦合模式设置为DC。
(3)将探针探头插入校准信号源的小孔中,此时示波器屏幕上出现一条光迹。
(4)调节垂直旋钮和水平旋钮,使屏幕上显示的波形稳定,并将垂直微调和水平微调置于校准位置。
(5)读出波形图在垂直方向所占的网格数,乘以垂直衰减旋钮的指示值,得到校准信号的幅度。
(6)读取波形的每个周期在水平方向上所占的平方数乘以水平扫描旋钮的指示值,以获得校准信号的周期(周期的倒数为频率)。
(7)一般校准信号的频率为1kHz,幅度为0.5V,用于校准示波器内部扫描振荡器的频率。如果不正常,调整示波器(内部)相应的电位器,直到一致。
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