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数字存储示波器测量精度

发布时间: 2023-01-13 23:05:34

Ⅰ 示波器测量准确度如何

模拟示波器读数误差较大。精度较低。
数字存储示波器采用AD转换器,但是,一般的数字存储示波器的AD分辨率只有8~10位,与计量类仪器仪表相比,精度较低,一般用于定性分析。

Ⅱ 怎样提高示波器测量准确度

示波器测量准确度指的是示波器测量出来的波形多大程度上还原了真实波形的特征。我们分三部分看看:

一、水平方向的时间测量

水平方向的测量有波形频率、周期、上升下降时间等参数,想要更准确还原一个波形的时间参数,首先要考虑奈奎斯特采样定理。因此在每次测量的过程中,我们应该特别关注随着时基档位增大而下降的实际采样率。如果需要对高频信号周期准确测量,就需要采样率大于被测信号频率2倍以上,这个倍比关系越大,理论上采样点越密,显示在示波器屏幕上的周期信号便越稳定。

其次要考虑波形漏失情况,当信号中有偶发异常信号出现时,我们更希望它出现在示波器采集过程中,然而市面上大部分数字示波器是串行工作方式,其进行AD转换数据处理时无法对信号采集,此时称为“示波器盲区”,这种情况下我们尽量用较小的存储深度,来缩短“盲区时间”,保证异常偶发信号更大概率被捕获。

二、垂直方向的幅度测量

市面上的数字示波器大多采用并行Flash ADC,这种模数转换芯片的特点在于并行分析采集到的电压值,提高模数转换的速度,而且通过增加ADC位数,可以对采集到的电压进行更精准的比较识别。虽然我们之前在文章中写过示波器不适合高精度静态量测量,但是在高频信号测试中,仍然是“拼”ADC位数的时候—ADC位数越多,ADC垂直分辨率越高。

三、统计学上的多次测量

任何物理测量我们都知道测量值都是一个近似值。测量中存在偶然误差和系统误差,为了得到有价值可参考的测量值,通常的做法是进行多次测量统计取值。示波器测量中比如眼图测试,许多标准要求的数据积累量在1Mbit,误码率测试中如果希望被测系统的误码率小于10^(-12),那么至少测量3*10^12 bit才能保证95%以上的置信度。所以对于测量本身来讲,如果能在单位时间内获取到更多有意义的测试结果,意味着结果的置信度越高,这就是“示波器的测量速度”。

如果我们想测量一个周期信号的上升时间,当我们通过一次捕获的几个周期,将每个周期的上升时间测量后取平均值,那么这个测量结果就比测量一个周期的上升时间更可信,而且更大限度利用了已采集到的数据,因此,相对于得到单周期上升时间测量值,这种多周期测量的“速度更快”。

比如泰克示波器MDO34、MSO46,甚至是MSO5系,6系,在自动测量中都添加了统计图功能,这样充分利用了已采集到的数据,实现更可靠的测量结果。
希望以上内容可以帮到你。

Ⅲ 利用通用示波器可以测量信号的哪些参数

利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。不仅能够直接观测和真实显示被测信号,而且还可以观测脉冲信号的前后沿、脉宽、上冲、下冲等参数。

为保证示波器的正常使用和测量精度,应对示波器定期进行检定和校准。通用示波器的很多技术指标难以用一般仪器直接检定,采取间接方法利用常用电子测量仪器既可达到检定的目的,又可以扩展它的使用范围,提高它的测量精度。

如果是双踪或双线示波器还可以将两个检测信号进行对比,对比的内容有频率和幅度。

(3)数字存储示波器测量精度扩展阅读:

示波器主要可以分为模拟示波器与数字示波器两类。

1、模拟示波器主要基于阴极射线管,打出的电子束通过水平偏置和垂直偏置系统,打在屏幕的荧光物质上显示波形。

2、数字示波器主要是通过ADC将模拟数字离散化并存入存储器,通过CPU或专用芯片进行处理后在屏幕上进行显示。原有的数字存储示波器对波形的捕获率较慢,随着技术及专用芯片的发展,现有数字存储示波器的波形捕获率已经可以达到每秒100万次,高于模拟示波器的40万次。

3、数字存储示波器DSO,Digital Storage Oscilloscope:将信号数字化后再建波形,具有记忆、存储被观测信号的功能,可以用来观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号,以及不同时间不同地点观测到的信号。

4、数字荧光示波器DPO,Digital Phosphor Oscilloscope:通过多层次辉度或彩色可显示长时间内信号。

混合信号示波器MSO,Mixed Signal Oscilloscope:把数字示波器对信号细节的分析能力和逻辑分析仪多通道定时测量能力组合在一起,可用于分析数模混合信号交互影响。

Ⅳ 示波器的使用误差分析至少五条

1、没有光点或波形

电源未接通;辉度旋钮未调节好;X,Y轴移位旋钮位置调偏;Y轴平衡电位器调整不当,造成直流放大电路严重失衡。

2、水平方向展不开

触发源选择开关置于外档,且无外触发信号输入,则无锯齿波产生;电平旋钮调节不当;稳定度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状态;X轴选择误置于X外接位置,且外接插座上又无信号输入。

两踪示波器如果只使用A通道(B通道无输入信号),而内触发开关置于拉YB位置,则无锯齿波产生。

3、垂直方向无展示

输入耦合方式DC-接地-AC开关误置于接地位置;输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反;输入信号较小,而V/div误置于低灵敏度档。

4、波形不稳定

稳定度电位器顺时针旋转过度,致使扫描电路处于自激扫描状态(未处于待触发的临界状态);触发耦合方式AC、AC(H)、DC开关未能按照不同触发信号频率正确选择相应档级。

选择高频触发状态时,触发源选择开关误置于外档;部分示波器扫描处于自动档(连续扫描)时,波形不稳定。

5、垂直线条密集或呈现一矩形

t/div开关选择不当,致使f扫描<<f信号。

6、水平线条密集或呈一条倾斜水平线

t/div关选择不当,致使f扫描>>f信号。

(4)数字存储示波器测量精度扩展阅读:

示波器的作用:

用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器,由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外,还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测

数字存储示波器:

数字存储示波器有别于一般的模拟示波器,它是将采集到的模拟电压信号转换为数字信号,由内部微机进行分析、处理、存储、显示或打印等操作。这类示波器通常具有程控和遥控能力,通过GPIB接口还可将数据传输到计算机等外部设备进行分析处理。

其工作过程一般分为存储和显示两个阶段。在存储阶段,首先对被测模拟信号进行采样和量化,经A/D转换器转换成数字信号后,依次存入RAM中,当采样频率足够高时,就可以实现信号的不失真存储。

当需要观察这些信息时,只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM中按原顺序取出,经D/A转换和LPE滤波后送至示波器就可以观察的还原后的波形。

Ⅳ 数字存储示波器的垂直分别率由什么决定

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。

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。

Ⅵ 示波器的主要功能是什么 为什么它不能精确测量电压、周期、频率和相位差

示波器的主要功能就形象化的看到波形,
但要测量电压、周期、频率和相位只按屏幕的“格”来估算,所以精度不高。
但现代的数字示波器其精度也很高。

Ⅶ 示波表的性能指标

·集数字存储示波器、万用表和频率计的功能于一体;手持;交/直流供电。
·模拟带宽 10MHz;单次带宽 5MHz;取样率50MS/s。
·记录长度 2KB;单通道。
·水平扫描50ns/div~ 10s/div;垂直扫描 5mV/div~5V/div。
·测量信号参数:周期、频率、占空比、平均、有效、峰峰值。
·测量电阻:100、1K、10K、100K、1M。
· 测量电压:10 mV、30mV、1V、3V、10V、30V。 第 页 5
·二极管测量、通断测量。
·频率计:10MHz±5%。
·测量精度:示波器精度±5%,万用表精度±3%。
·校准信号:1KHz/0.3V。
·LCD:320×240点 92mm×72mm,对比度可调,有背景光。
·其它:电池供电≥2小时,RS2

Ⅷ 数字示波器的精度影响主要有哪些

示波器ADC位数就好比是一把尺子 ,这个尺子的刻度越细,测量的电压值越准确。而且ADC位数越高,还有利于降低由于模拟信号量化过程中引入的谐波。

ADC位数由示波器内部模数转换芯片决定,大多是Flash型 ADC,通过级联多个AD芯片对信号进行比较,得到最精准的电压参数。市面上常见的是8位ADC的示波器,属于中低端的,好一点的有12位甚至14位的

示波器测量效果当然也不是单单凭ADC位数决定的,根据不同场景的测试,需要侧重的选择不同优势的示波器,这一点非常重要。

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Ⅸ 如何提高示波器测量准确度

影响示波器测量准确度有很多因素,具体又分为垂直量的测量准确度影响因素和水平量的测量准确度影响因素。其中垂直量方面,它包括示波器本身的原因,如DC增益误差、系统非线性度、偏置电路误差、频率响应曲线、量化误差;探头及测试环境的原因,如探头的地线影响(地线长短、地环路的位置、形状等)、探头的负载效应在不同频率下的值不恒定、 接近探头前端的寄生参数、 探头摆放的位置、探头与探头之间的影响。水平量方面,包括采样率、带宽、幅值误差和垂直噪声、孔径误差、触发抖动、插值误差及时基稳定性等。这两个方面的因素又相互影响,不能完全绝对地分开来考虑。
在以上诸多测量准确度的影响因素中,量化误差的影响是最具决定性的,特别是在测量微弱小电压信号和特大电压信号时。举例来说,在100V/div时测出来的20V信号,实际上不到20mV,所以测量800V的高压,20V的误差是非常正常的。量化误差是一个偏差值,在连续的模拟信号转换为数字信号的离散化过程中,由于没有无限数量的离散化数字电平来重组连续的模拟信号,因此,实际的模拟电压值与对应的数字化电平值之间总会有偏差,这个偏差值就叫量化误差。量化级数指的是将最大值均等的级数,每一个均值的大小称为一个量化单位。量化级数越多,量化误差则越小。所以ADC的位数越高,量化误差越小,测量精度也就越高,这就好比刻度尺的最小刻度越小一样。据力科公司中国区市场经理汪进进介绍,相比传统的8位ADC示波器,12位ADC的台阶数有4,096个,测量相同电压值的最小“步进”比8位ADC小16倍,因此量化误差小得多。具体来说用12位ADC示波器测量8V信号,最小可检测到的电压值是1.95mV, 而8位ADC最小只能检测到31.3mV。