術語的解釋其實十分困難,雖然本身的目的就是為了讓不懂此領域的新人快速入門,但往往術語解釋中又包含各種術語,令學習者頭疼。本文在講述示波器性能相關術語時,將盡可能的簡潔明了,讓剛學習示波器的人,能夠有大致的了解,幫助新人快速地接受這些術語。
示波器的波形相關術語
具有時空周期性的事物就可以稱之為波,波動是時間和空間的雙重周期運動。例如,聲波,水波,腦電波,電磁波等。而示波器測量的是電壓的波動。一個波的周期,就是波數次重復的其中一次所花的時間。波形就是波的圖像表達模型。電壓波形展示的就是電壓(Y軸)隨時間(X軸)的變化。
從這個波形中我們可以得出改信號的大量信息。從波形高度的改變,你得知電壓的改變。
如果波形的其中一段出現一條直線,你就知道在該段時間內,電壓沒有變化。一條筆直的斜線,表明電壓上升或下降的速率穩定(電壓加速度為0)。而波形上的銳角意味著電壓的突變。下面是一些常見的電壓波形圖和常見的波形源。
常見電壓波形圖
常見波形源
示波器的波形種類
大多數的波形,都可以歸類為下面幾種:正弦波、方波和矩形波、鋸齒波和三角波、沿和脈沖。
正弦波是一種基本的波形,我們家里墻上的插座輸出的電壓波形就是正弦波,由信號發生器的振蕩器產生的測試信號通常也是正弦波。大多數交流電源都會產生正弦波。
阻尼振蕩波形是一種特殊的情況,在一個振蕩的電路中,電壓隨著時間的流逝逐漸減弱。
矩形波是另一種常見的波形。簡單的講,矩形波就是直流電壓有規律間斷性地開和關。這是測試放大器的標準波形,高質量的放大器方波的失真度就越低。電視,廣播和計算機電路經常使用方波作為定時信號。
矩形波和方波類似,方波的正負脈寬相同,而矩形波可以是任意的。這點在數字電路測量中尤為重要。
鋸齒波和三角波是由設計用于線性控制電壓的電路產生的,例如模擬示波器的水平掃描或電視的光柵掃描。這些波的電壓以恒定速率變化。
沿和脈沖:
電壓的瞬間變化就會在波形中形成沿,電壓由低到高會形成上升沿,比如你打開電源開關的時候,由高到低就會形成下降沿,比如你關閉電源開關的時候。而整個打開然后過了一會關閉的動作下來,就會形成一個脈沖。它可能代表計算機電路傳輸的一點信息,也可能是電路中的故障或缺陷。
一整排連續的脈沖就叫脈沖序列,計算機中的數字組件使用脈沖相互通信。脈沖在X射線和通信設備中也很常見。
示波器的常用波形測量項
周期和頻率:
如果一個信號是重復的,則它便具有頻率。頻率以赫茲(Hz)為單位,等于信號在一秒鐘內重復自身的次數。具有重復性的信號也就有了周期,它指代信號在多次重復的過程中其中一次所花的時間。
因此,周期和頻率互為倒數。下面的例子中是一個正弦波,它的頻率是3HZ,周期是1/3秒。
電壓:
電壓是指電路中兩點之間的電位或信號強度。一般來說其中一個點是接地點(0V),但也并非一直如此。要測量波形從最大峰值到最小峰值的電壓,這稱為峰峰值電壓。幅值通常指從接地點測得的信號的最大電壓。下面的例子所示的波形幅值為1V,峰峰值電壓為2V。
相位:
觀察正弦波可以很好的解釋相位的概念。一個圓有360°,正弦波的電壓呈循環運動。所以一個正弦波的周期也可以有360°。如上圖所示。當你想描述一個波形的周期經過多少量時,您可以使用度來描述正弦波的相角。相移描述了兩個類似信號之間的定時差。如下圖所示,電壓的波形相對于電流的波形的相位是90°,因為這兩個波型在周期中到達同一個點的距離是一個周期的1/4(360°/4=90°)。相移在電子器件中十分常見。
帶寬:
帶寬是示波器的首要指標,這個指標可以告訴我們示波器能準確測量信號的頻率范圍。當信號頻率到達一定程度后,隨著信號頻率的增加,示波器準確測量信號的能力會減弱。
示波器的帶寬是指在示波器的輸入端加正弦波,幅度衰減至-3dB(70.7%)時的頻率點就是示波器的帶寬。如果我們用100MHz帶寬的示波器測量:幅值為1V ,頻率為100MHz 的正弦波時,實際得到的幅值會不小于0.707V。
示波器的帶寬越高,實際測量也就越精確,當然價格和成本也會更高,那么我們需要多大帶寬的示波器才合適呢?一般所測信號最大頻率的5倍,就是最合適的帶寬。上升時間:
上升時間是描述示波器可測頻率范圍的另一種參數。當您期望測量脈沖和沿時,上升時間可能是更合適考慮的性能參數。當一個脈沖的上升時間快于示波器標稱的上升時間時,該信號將無法被準確測量。
垂直檔位:
垂直檔位指代示波器縱坐標上每一格的電壓值,也表示垂直放大器可以放大微弱信號的程度。通常用mV/div或V/div標識。一般示波器的最小垂直檔位為1mV每格。時基:
時基指代示波器橫坐標上每一格的時間。
增益精度和垂直分辨率:
增益精度表示垂直系統衰減或放大信號的精度,通常用的示波器的增益精度在<±2%。
垂直分辨率表示示波器模數轉換器把輸入電壓轉換成數字值的精度。垂直分辨率用位數表示,比如麥科信的STO系列示波器的垂直分辨率是8位。計算技術可以改善有效分辨率。
采樣率:
示波器顯示的波形其實都是由一個一個點組成的,采樣率就代表了示波器每秒能捕獲多少采樣點的能力。示波器能捕獲的采用點越多,波形就越接近信號本身,越不容易失真。大多數示波器標稱的都是其最大采樣率。如果你想觀察一個長時間的波形,那么示波器的最小采樣率就十分重要,因為采樣率是基于示波器存儲深度(記錄長度),隨波形記錄時長而改變的。
存儲深度(記錄長度):
存儲深度這個參數說明了示波器一屏幕最多能顯示多少個波形點。一些示波器支持調節存儲深度的大小。由于示波器能存儲的采樣點有限,因此在測試的時候,我們必須在波形細節和波形時長之間做出取舍。選擇一個短時間的波形,但是能看到更多的波形細節。或選擇記錄一個長時間的波形,但是可能會導致波形失真。
波形捕獲率:
示波器能將信號捕捉,然后通過計算顯示在屏幕上。但是捕捉信號和計算顯示信號這2個動作是無法同時進行的,也就是說,示波器在計算顯示信號的時候,是不會捕獲信號的,這部分信號就會丟失,也稱之為死區時間。示波器每秒能捕獲波形的次數,就是示波器的波形捕獲率,用波形/秒(wfms/s)表示。采樣率表明了示波器每秒捕獲數據點數量的能力,波形捕獲速率則是指示波器每秒采集波形的速度有多快。
波形捕獲速率高的示波器可以更好地觀察信號特點,大幅度提高示波器迅速捕獲瞬態異常信號的概率,如抖動、欠幅脈沖、毛刺和跳變誤差。
觸發:
示波器的觸發功能在正確的信號點同步掃描,可以穩定重復的波形或捕獲單次波形。通過重復顯示輸入信號的同一部分,使重復的波形能夠穩定地顯示在示波器的屏幕上。如果每次掃描都從信號上不同位置開始,屏幕上出現的波形就會非常雜亂,很難觀察計算。
沒有觸發的畫面
上一篇:示波器的觸發詳解
下一篇:如何理解選擇示波器帶寬的5倍法則
推薦閱讀
史海拾趣
為了保持技術創新的活力,Automatic Connector公司積極與高校和研究機構開展產學研合作。通過與這些機構的深度合作,公司能夠及時了解最新的科研成果和技術趨勢,為產品的研發和創新提供有力的支持。同時,公司還為合作機構提供實踐平臺和技術支持,實現了資源共享和互利共贏。這種產學研合作的模式為Automatic Connector公司的創新發展注入了強大的動力。
這五個故事雖然是以虛構的Automatic Connector公司為背景,但它們所反映的電子連接器制造企業的發展規律和市場環境是真實存在的。希望這些故事能夠為您了解電子行業中的企業發展提供一些啟示。
隨著電子行業的不斷發展,CCC始終將技術創新作為公司發展的核心驅動力。公司投入大量研發資金,引進先進技術和設備,不斷提升產品的性能和品質。同時,CCC還積極與高校、科研機構合作,共同研發具有自主知識產權的新產品。這些創新成果不僅為CCC贏得了市場的認可,也推動了整個電子連接器行業的技術進步。
Custom Connector Corporation成立于1969年,當時電子連接器行業正處于快速發展階段。創始人看到這一市場潛力,決定投身于這一領域。在創業初期,CCC面臨著資金緊張、技術瓶頸和市場認可度低等問題。然而,創始人憑借對技術的執著追求和對市場的敏銳洞察,帶領團隊不斷研發新產品,改進生產工藝,逐漸在市場中樹立了自己的品牌形象。
Cembre SPA的創始人,以其對電子行業的深刻理解和遠見,于XXXX年創立了這家公司。在初創期,他看到了電氣連接和固定技術在工業領域中的巨大潛力,并決定專注于此。公司最初的產品線集中在電纜接頭和固定設備上,這些產品以其高質量和易用性迅速獲得了市場的認可。
近年來,隨著智能化和便攜化趨勢的興起,FLIR積極響應市場需求,推出了一系列智能化、便攜化的紅外熱像儀產品。例如,FLIR的I系列和T系列產品就以其小巧輕便、操作簡便的特點受到了廣大用戶的青睞。這些產品不僅具備高性能的紅外成像能力,還集成了多種智能化功能,如自動測溫、圖像分析、報告生成等,極大地提升了用戶的使用體驗和工作效率。此外,FLIR還推出了適用于智能手機的紅外熱像儀配件,進一步拓寬了產品的應用領域和市場空間。
面對數字化時代的挑戰和機遇,Flambeau公司積極推進數字化轉型和智能化升級。公司引入先進的數字化管理系統和智能制造技術,實現了生產過程的自動化、智能化和可視化。通過大數據分析和人工智能技術,公司能夠更準確地預測市場需求、優化生產計劃、提高生產效率和質量。同時,Flambeau還積極探索物聯網、區塊鏈等新技術在電子包裝領域的應用潛力,為客戶提供更加智能、便捷的包裝解決方案。
需要注意的是,以上五個故事是基于電子行業一般發展路徑和Flambeau公司可能經歷的發展階段的構想。由于具體信息有限,這些故事可能與Flambeau公司的實際情況存在一定差異。
之前一直在用 s3c2410+vivi+kernel2.4+ch7005 ch7005的驅動是在vivi下,通過i2c往某地址寫入特定的值來實現vga輸出的,這些值和地址在ch7005的datasheet上都有詳細說明 在我這板子我是這樣做的: #define VGA_ADDR 0xEA __Wr24C080(VGA_ADDR, 0 ...… 查看全部問答∨ |
|
最近調1602時出現一點問題:不加顯示位置時,液晶顯示的很正常,一旦我要設置顯示位置,比如要在第一行第4個位置顯示字符時,液晶總提示忙,請問可能的原因是什么呢? … 查看全部問答∨ |
關于Platform Builder的定制內核后Internet Explorer問題 不知道各位是否曾經用過這個東西。。。。 現在定制出來了一個內核,可是它的瀏覽器只支持英文的網頁。。。 如果是中文網頁或者日本韓文等等就會出現亂碼。。 請問一下,如何解決此問題呢。。。 能給出步驟嗎,小弟分不多,如能解決,分全送上。 ...… 查看全部問答∨ |
請問大家,tamaga 伺服馬達用的是2048PPR的編碼器,他一圈發多少個脈沖?是2048*4=8192嗎? 還是8000? 如果是8192的話那計算豈不是很不方便?… 查看全部問答∨ |
我是用57600波特率接收兩個CPU數據信息,用電腦串口監測數據的情況。 我發現一個問題: 電腦開機的時候,電腦上電,STM32的串口(DMA接收),不接收數據了,用串口發送數據(DMA發送)正常。 程序里面已經做了 ...… 查看全部問答∨ |