数字存储示波器与CRT传统示波器测试波形比较

longshort

原帖由 bells 于 2010-6-25 21:10 发表
想问个问题，对于模拟示波器，是否要测量100MHZ的信号，每屏显示10个波形，就要产生10MHZ的锯齿波来驱动CRT？

那屏幕的刷新率不就是10MHZ了，呵呵，超超高的刷新率啊。。。。？所以信号的偶然突变都能被荧光屏捕获 ...

这倒不会，模拟示波器的扫描电子束是由X轴和Y轴共同作用形成的，不需要单独的行、场信号。

X轴的扫描锯齿波信号只是有一段100多纳秒的斜坡，此后的部分可以是很长的另一段，通常这后一段称为“释抑时间”。

[ 本帖最后由 longshort 于 2010-6-25 21:22 编辑 ]

longshort

原帖由 june4th 于 2010-6-25 21:22 发表

单个的独立的偶然的信号是显示不出来的。
10MHz锯齿波没错，每秒一千万次刷新也没错，但是你要重复一百万次才能在荧光粉上累积出足够的亮度，被肉眼识别。这就是模拟示波器的最致命的弱点的来源。

估计june4th朋友对模拟示波器也不太了解。单次触发在传统示波器上不是新技术，长余辉的管子完全可以用肉眼观察到。对于需要记录的比较高的频率，一般的做法就是在示波管前装上照相机，用快门线带动触发开关。

longshort

原帖由 june4th 于 2010-6-25 21:34 发表

咳，我还当啥高科技呢，这都是低频技术。现在数字电路动不动几十兆起步，你这些土办法一点用都没有。

低频技术不等于低技术，高频技术也不见得都是高技术。
办法土不土不要紧，能解决问题的办法就是好办法。
我的回帖是对您的那个百万次积累而言，不必用这些话来回避吧？

JHXC

高端技术不会是天生成的，没有传统技术作为铺垫，没有前人累积的经验，这个世界会是悲哀的。

长余辉示波管技术也好，存储示波管技术也好，这些都是现代存储技术的基础，这就像几千年的火箭与现代火箭一样，没有这些基因的延续，不会有今天的技术。

单次扫描也是一样，配合照相技术毕竟满足了当时的需要，其实照相也是一种存储过程。

低频技术也不是低端技术，在次声领域，还有很多需要解决的问题。

我觉得有些朋友不要只是站在自己的角度去海阔天空的讨论问题，把传统的东西说的一无是处也不是恰当的。同时也希望，这里毕竟是普及知识的网站，弄得像学术讨论，把本来简单的问题复杂化，最后就像有人站在金字塔上高歌一样，多数网友只能站在远处去欣赏了！

真心希望，使用过存储示波器的朋友还是多用实际的东西来说话，如果有哪位能够就两种示波器显示波形上的差异，列举具体的例子再加以说明和证明，相信会受到很多人的欢迎！

[ 本帖最后由 JHXC 于 2010-6-25 22:40 编辑 ]

中国机器

不要比带宽，比如用100M的模拟示波器与100M的数字示波器比较，换成同价位比较吧，这样更有意义。

个人感觉，多变复杂的波形，比如频率连续变化的，波形无规律变化的，用模拟示波器来看，只要触发、同步调好，就能看到特有的波形，而数字的，往往显示一塌糊涂，很令人失望。

所以个人使用方法是：懒得研究的，或者波形相对简单的，用数字，毕竟有个傻瓜按钮。调收音机中周这样的事情，用数示波器玩过，挺失望。

我不太懂示波器的若干数据与计算，想请教一下：
1、数字示波器加大采样率，是否就是为了让显示出的波形尽量接近于实际波形？
2、模拟示波器是否没有这个采样率的问题？----不要用假设用10M带宽的模拟示波器来测10M的方波会怎么样来敷衍我啊！不一回事。
3、数字示波器的发展目标，如果单就即时显示波形这一功能，是不是就是尽力接近模拟示波器？
4、再多一问：如果数字示波器的采样率不高，那么即时用存储的波形放大了看是不是也没有什么意义？

[ 本帖最后由 中国机器 于 2010-6-25 23:42 编辑 ]

ray0812

其实数字存储示波器的原理也不是那么复杂，其核心不过是“采集-存储-显示”，就是以一定速率对信号采样，一边采样一边存储，当存储器满了就送去显示，这相当于把信号照一个像，存起来，然后重复地拿出来显示。我觉得大家对这种原理是知道的，大家不大了解的可能数字存储示波器的采样率，存储深度，屏幕刷新率等几个概念以及他们之间的关系，这里尝试解释一下，说错了请各位指正。

采样率和屏幕刷新率是没有关系的（这点与模拟示波器有重大区别），采样率是指对信号取样的快慢，越高我们就越能够捕捉到信号在短时间里的变化，换句话说就是越能观察更高频的信号。这里可以将它想象成相机的快门，快门越快，就越能记录物体运动的瞬间。屏幕刷新率就是我们CRT的场频，数字存储示波器的显示和电脑的显示没有什么两样，这方面我们大家都明白。数字示波器里采集和显示是分离的（模拟示波器中采集的过程-即扫描的过程-也就是显示的过程），相片已经照下来了，自然什么时候看都是可以的。

存储深度与屏幕显示也没有什么特别的关系，存储深度（可以类比成数码相机的分辨率）是指在一次连续采集所存储的样点的数量，当采样率一定时，它反映一次连续采样所能保存的信号时间长短（相当于数字相片的大小），屏幕显示的往往只是其中的一部分。显然，存储深度是越大越好的，越大表示可以看到离触发点越远的信号，但在大多数场合这又是不重要的，因为在多数情况下我们关心的是触发点附近的信号。所以更多时候我们是将存储深度调低以换取较高的波形刷新率（见下面说明），通常500 - 1000点都可以应付很多场合了。

每秒100M的采样率并不是每次都要采够1秒才显示（象前面有个朋友计算的那样），而是只要采满存储深度就送去显示了，如果存储深度是1000点，那么采1000点即10us就送去显示了。10us这么短，有用吗？注意这里有一个关系，我们采用高采样率是因为我们想看信号在短时间里的变化，假如我们要看是10M的信号，那么10us已经是这个信号的100个周期，显然完全够了。有朋友会说，如果我要看的信号频率是10K，周期是100us，那10us岂不是说我只能看到信号周期的一小部分？没错，确实是这样，这时一般可以用两个方法解决。一是加大存储深度，例如用100000点，这样一次采集的时间是1ms，包含信号的10个周期，可以了。另一种方法是降低采样率，对周期为100us的信号很多时候你不必去分辨1us内信号的变化，这样我们可以用1M的采样率，如果存储深度仍然是1000点，那么一次采集的时间是1ms，也包含了信号的10个周期。比较两种方法，显然前面的是更好些，因为需要的时候可以看细节（相当于1000完象素的数码相机对比300万的，照片当然更清晰），代价是要有高采样率，大存储深度，这也是高端和低端的差别。还有，用100M采样率的示波器进行1M采样只不过是将很多采样点丢掉而已，是没有问题的。

前面提到的波形刷新率是数字存储示波器特有的一个指标，它是指存储器中波形刷新的快慢，这有点相当于模拟示波器的水平扫描频率，只不过后者是将波形扫在屏幕上，而前者是将波形写到存储器中。显然数字存储示波器的波形刷新率与采样率和存储深度有关，采样率越高，存储深度越短，它就越高；反之亦反。注意它和显示是没有什么关系的（这点不象模拟示波器），它反映一种信号捕获能力，一种不漏掉偶发信号的能力，有时候我们需要捕捉许多类似信号中稍微特别的那一个，这时候示波器的这种能力就显现出来了。

ray0812

还有，泛泛说数字示波器和模拟示波器哪个好是没有意义的，要讲指标。通过比较显示波形来比较两种示波器的好坏也是不确切的，还要讲特定的使用场合。指标不同，使用场合不同，怎么比较？我并不排斥模拟示波器，虽然我更喜欢数字示波器，但当你没有足够好的数字示波器的时候，一台一般的模拟示波器可能解决了你的问题。反过来，即使你有一台很好的模拟示波器，但你不一定能很有效地观察很低频（例如周期为几秒甚至几十秒）的信号或者瞬间的信号，而这时侯一台很低端的数字示波器可能使你轻而易举捕捉到你要的信号。作为例子，放一个数年前用自制电视示波器显示的电池放电曲线。

longshort

ray0812朋友言之有据，对两大类示波器理解深刻，耐心和细致的叙述，令人信服！俺感到非常受教，谢谢！

顺便想请教下您的那个电视示波器，很感兴趣！

[ 本帖最后由 longshort 于 2010-6-26 06:52 编辑 ]

中国机器

非常感谢ray0812！

看了你的帖子，受益良多！