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數字存儲示波器測量精度

發布時間: 2023-01-13 23:05:34

Ⅰ 示波器測量准確度如何

模擬示波器讀數誤差較大。精度較低。
數字存儲示波器採用AD轉換器,但是,一般的數字存儲示波器的AD解析度只有8~10位,與計量類儀器儀表相比,精度較低,一般用於定性分析。

Ⅱ 怎樣提高示波器測量准確度

示波器測量准確度指的是示波器測量出來的波形多大程度上還原了真實波形的特徵。我們分三部分看看:

一、水平方向的時間測量

水平方向的測量有波形頻率、周期、上升下降時間等參數,想要更准確還原一個波形的時間參數,首先要考慮奈奎斯特采樣定理。因此在每次測量的過程中,我們應該特別關注隨著時基檔位增大而下降的實際采樣率。如果需要對高頻信號周期准確測量,就需要采樣率大於被測信號頻率2倍以上,這個倍比關系越大,理論上采樣點越密,顯示在示波器屏幕上的周期信號便越穩定。

其次要考慮波形漏失情況,當信號中有偶發異常信號出現時,我們更希望它出現在示波器採集過程中,然而市面上大部分數字示波器是串列工作方式,其進行AD轉換數據處理時無法對信號採集,此時稱為「示波器盲區」,這種情況下我們盡量用較小的存儲深度,來縮短「盲區時間」,保證異常偶發信號更大概率被捕獲。

二、垂直方向的幅度測量

市面上的數字示波器大多採用並行Flash ADC,這種模數轉換晶元的特點在於並行分析採集到的電壓值,提高模數轉換的速度,而且通過增加ADC位數,可以對採集到的電壓進行更精準的比較識別。雖然我們之前在文章中寫過示波器不適合高精度靜態量測量,但是在高頻信號測試中,仍然是「拼」ADC位數的時候—ADC位數越多,ADC垂直解析度越高。

三、統計學上的多次測量

任何物理測量我們都知道測量值都是一個近似值。測量中存在偶然誤差和系統誤差,為了得到有價值可參考的測量值,通常的做法是進行多次測量統計取值。示波器測量中比如眼圖測試,許多標准要求的數據積累量在1Mbit,誤碼率測試中如果希望被測系統的誤碼率小於10^(-12),那麼至少測量3*10^12 bit才能保證95%以上的置信度。所以對於測量本身來講,如果能在單位時間內獲取到更多有意義的測試結果,意味著結果的置信度越高,這就是「示波器的測量速度」。

如果我們想測量一個周期信號的上升時間,當我們通過一次捕獲的幾個周期,將每個周期的上升時間測量後取平均值,那麼這個測量結果就比測量一個周期的上升時間更可信,而且更大限度利用了已採集到的數據,因此,相對於得到單周期上升時間測量值,這種多周期測量的「速度更快」。

比如泰克示波器MDO34、MSO46,甚至是MSO5系,6系,在自動測量中都添加了統計圖功能,這樣充分利用了已採集到的數據,實現更可靠的測量結果。
希望以上內容可以幫到你。

Ⅲ 利用通用示波器可以測量信號的哪些參數

利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。不僅能夠直接觀測和真實顯示被測信號,而且還可以觀測脈沖信號的前後沿、脈寬、上沖、下沖等參數。

為保證示波器的正常使用和測量精度,應對示波器定期進行檢定和校準。通用示波器的很多技術指標難以用一般儀器直接檢定,採取間接方法利用常用電子測量儀器既可達到檢定的目的,又可以擴展它的使用范圍,提高它的測量精度。

如果是雙蹤或雙線示波器還可以將兩個檢測信號進行對比,對比的內容有頻率和幅度。

(3)數字存儲示波器測量精度擴展閱讀:

示波器主要可以分為模擬示波器與數字示波器兩類。

1、模擬示波器主要基於陰極射線管,打出的電子束通過水平偏置和垂直偏置系統,打在屏幕的熒光物質上顯示波形。

2、數字示波器主要是通過ADC將模擬數字離散化並存入存儲器,通過CPU或專用晶元進行處理後在屏幕上進行顯示。原有的數字存儲示波器對波形的捕獲率較慢,隨著技術及專用晶元的發展,現有數字存儲示波器的波形捕獲率已經可以達到每秒100萬次,高於模擬示波器的40萬次。

3、數字存儲示波器DSO,Digital Storage Oscilloscope:將信號數字化後再建波形,具有記憶、存儲被觀測信號的功能,可以用來觀測和比較單次過程和非周期現象、低頻和慢速信號,以及不同時間不同地點觀測到的信號。

4、數字熒光示波器DPO,Digital Phosphor Oscilloscope:通過多層次輝度或彩色可顯示長時間內信號。

混合信號示波器MSO,Mixed Signal Oscilloscope:把數字示波器對信號細節的分析能力和邏輯分析儀多通道定時測量能力組合在一起,可用於分析數模混合信號交互影響。

Ⅳ 示波器的使用誤差分析至少五條

1、沒有光點或波形

電源未接通;輝度旋鈕未調節好;X,Y軸移位旋鈕位置調偏;Y軸平衡電位器調整不當,造成直流放大電路嚴重失衡。

2、水平方向展不開

觸發源選擇開關置於外檔,且無外觸發信號輸入,則無鋸齒波產生;電平旋鈕調節不當;穩定度電位器沒有調整在使掃描電路處於待觸發的臨界狀態;X軸選擇誤置於X外接位置,且外接插座上又無信號輸入。

兩蹤示波器如果只使用A通道(B通道無輸入信號),而內觸發開關置於拉YB位置,則無鋸齒波產生。

3、垂直方向無展示

輸入耦合方式DC-接地-AC開關誤置於接地位置;輸入端的高、低電位端與被測電路的高、低電位端接反;輸入信號較小,而V/div誤置於低靈敏度檔。

4、波形不穩定

穩定度電位器順時針旋轉過度,致使掃描電路處於自激掃描狀態(未處於待觸發的臨界狀態);觸發耦合方式AC、AC(H)、DC開關未能按照不同觸發信號頻率正確選擇相應檔級。

選擇高頻觸發狀態時,觸發源選擇開關誤置於外檔;部分示波器掃描處於自動檔(連續掃描)時,波形不穩定。

5、垂直線條密集或呈現一矩形

t/div開關選擇不當,致使f掃描<<f信號。

6、水平線條密集或呈一條傾斜水平線

t/div關選擇不當,致使f掃描>>f信號。

(4)數字存儲示波器測量精度擴展閱讀:

示波器的作用:

用來測量交流電或脈沖電流波的形狀的儀器,由電子管放大器、掃描振盪器、陰極射線管等組成。除觀測電流的波形外,還可以測定頻率、電壓強度等。凡可以變為電效應的周期性物理過程都可以用示波器進行觀測

數字存儲示波器:

數字存儲示波器有別於一般的模擬示波器,它是將採集到的模擬電壓信號轉換為數字信號,由內部微機進行分析、處理、存儲、顯示或列印等操作。這類示波器通常具有程式控制和遙控能力,通過GPIB介面還可將數據傳輸到計算機等外部設備進行分析處理。

其工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。在存儲階段,首先對被測模擬信號進行采樣和量化,經A/D轉換器轉換成數字信號後,依次存入RAM中,當采樣頻率足夠高時,就可以實現信號的不失真存儲。

當需要觀察這些信息時,只要以合適的頻率把這些信息從存儲器RAM中按原順序取出,經D/A轉換和LPE濾波後送至示波器就可以觀察的還原後的波形。

Ⅳ 數字存儲示波器的垂直分別率由什麼決定

垂直解析度概念

用數字示波器測量模擬信號第一步就是用ADC(模數轉換器)把探棒接收到的模擬信號轉換成數字信號,ADC數模轉換晶元的解析度直接決定了示波器垂直方向上的采樣精度。比如ADC是8位,那麼垂直方向上的信號可以被切分成00000000~11111111一共2的8次方,256段。模數轉換器的垂直解析度,就是數字示波器的垂直解析度,代表示波器將輸入電壓轉換為數字值的精確程度。

數字示波器所顯示的垂直分別率由什麼決定

優先順序從高到低

1.前端ADC的解析度

2.顯示屏解析度:它決定了經過處理的信號,有多少可以被顯示出來。比如ADC雖然可以在垂直方向上顯示256段,但是可能顯示屏的解析度垂直只有240個像素點,那麼有一部分點會被合並成1個像素顯示。

3.插值演算法:實際的示波器,上面顯示的像素點不一定都是實際采樣生成的,一部分是通過插值演算法計算出來的虛擬的點,好的插值演算法會使插值的點與實際的點差異比較小。

垂直精度

當我們用同一個示波器在不同垂直檔位下測量同一信號時,得到的測量結果往往是不一樣的。

比如我們測量一個2V的方波信號,在垂直檔位為2V時,測出幅值可能為1.960V。

這種采樣方式降低隨機雜訊的同時並沒有損失帶寬,示波器系統的解析度就會提高,但是平均模式會經過較長的時間來響應變化的波形,以犧牲示波器的速度來換取較高的解析度,而且由於其處理方式的特殊性,決定了它適用的波形信號只能是周期信號。

總結

示波器顯示屏垂直方向上的解析度本身就有限,另外測量高頻信號時,幅度本身就不準確,在上限頻率處甚至有30%的誤差,而且垂直解析度過高會提高模數轉換時間,影響采樣率,進而影響帶寬,得不償失。一般示波器的垂直解析度是8位,高解析度的示波器達12位,如果示波器模擬電路本身的精度沒有提高,單純追求ADC的解析度是沒有意義的。如果追求電壓的准確度,應該使用萬用表,示波器更主要的功能是觀測波形的形狀,測量准確度一般在2%以內,這種准確度應對絕大多數應用是完全游刃有餘的。

Ⅵ 示波器的主要功能是什麼 為什麼它不能精確測量電壓、周期、頻率和相位差

示波器的主要功能就形象化的看到波形,
但要測量電壓、周期、頻率和相位只按屏幕的「格」來估算,所以精度不高。
但現代的數字示波器其精度也很高。

Ⅶ 示波表的性能指標

·集數字存儲示波器、萬用表和頻率計的功能於一體;手持;交/直流供電。
·模擬帶寬 10MHz;單次帶寬 5MHz;取樣率50MS/s。
·記錄長度 2KB;單通道。
·水平掃描50ns/div~ 10s/div;垂直掃描 5mV/div~5V/div。
·測量信號參數:周期、頻率、占空比、平均、有效、峰峰值。
·測量電阻:100、1K、10K、100K、1M。
· 測量電壓:10 mV、30mV、1V、3V、10V、30V。 第 頁 5
·二極體測量、通斷測量。
·頻率計:10MHz±5%。
·測量精度:示波器精度±5%,萬用表精度±3%。
·校準信號:1KHz/0.3V。
·LCD:320×240點 92mm×72mm,對比度可調,有背景光。
·其它:電池供電≥2小時,RS2

Ⅷ 數字示波器的精度影響主要有哪些

示波器ADC位數就好比是一把尺子 ,這個尺子的刻度越細,測量的電壓值越准確。而且ADC位數越高,還有利於降低由於模擬信號量化過程中引入的諧波。

ADC位數由示波器內部模數轉換晶元決定,大多是Flash型 ADC,通過級聯多個AD晶元對信號進行比較,得到最精準的電壓參數。市面上常見的是8位ADC的示波器,屬於中低端的,好一點的有12位甚至14位的

示波器測量效果當然也不是單單憑ADC位數決定的,根據不同場景的測試,需要側重的選擇不同優勢的示波器,這一點非常重要。

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Ⅸ 如何提高示波器測量准確度

影響示波器測量准確度有很多因素,具體又分為垂直量的測量准確度影響因素和水平量的測量准確度影響因素。其中垂直量方面,它包括示波器本身的原因,如DC增益誤差、系統非線性度、偏置電路誤差、頻率響應曲線、量化誤差;探頭及測試環境的原因,如探頭的地線影響(地線長短、地環路的位置、形狀等)、探頭的負載效應在不同頻率下的值不恆定、 接近探頭前端的寄生參數、 探頭擺放的位置、探頭與探頭之間的影響。水平量方面,包括采樣率、帶寬、幅值誤差和垂直雜訊、孔徑誤差、觸發抖動、插值誤差及時基穩定性等。這兩個方面的因素又相互影響,不能完全絕對地分開來考慮。
在以上諸多測量准確度的影響因素中,量化誤差的影響是最具決定性的,特別是在測量微弱小電壓信號和特大電壓信號時。舉例來說,在100V/div時測出來的20V信號,實際上不到20mV,所以測量800V的高壓,20V的誤差是非常正常的。量化誤差是一個偏差值,在連續的模擬信號轉換為數字信號的離散化過程中,由於沒有無限數量的離散化數字電平來重組連續的模擬信號,因此,實際的模擬電壓值與對應的數字化電平值之間總會有偏差,這個偏差值就叫量化誤差。量化級數指的是將最大值均等的級數,每一個均值的大小稱為一個量化單位。量化級數越多,量化誤差則越小。所以ADC的位數越高,量化誤差越小,測量精度也就越高,這就好比刻度尺的最小刻度越小一樣。據力科公司中國區市場經理汪進進介紹,相比傳統的8位ADC示波器,12位ADC的台階數有4,096個,測量相同電壓值的最小「步進」比8位ADC小16倍,因此量化誤差小得多。具體來說用12位ADC示波器測量8V信號,最小可檢測到的電壓值是1.95mV, 而8位ADC最小隻能檢測到31.3mV。