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[经验] 【是德科技感恩月征文】重新认识数字示波器

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五彩晶圆(初级)

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发表于 2018-3-31 00:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
  我记忆中最早见到示波器是高中物理课上老师演示过一次,用示波器(估计就是J2459“学生示波器”)观察交流电。在很长时间里我认为示波器就应该是用荧光的示波管作显示的,示波管显示面积越大,观察到的细节就越多。当然示波器这玩意儿体积大,加之以前也不便宜,不能像万用表那样随便就备一个。我第一台可以专用的示波器是玩电子结识的一位朋友退役下来的,借给我用了。我毕业后自己买的第一台示波器是二手的ST16B,功能很“菜”,选它只因为它体积小,而且我自己业余DIY用示波器的时候并不多。

  我毕业后在一个实验室工作,那里用的示波器都是数字的(据说模拟的已经淘汰掉了),但是用起来我并无好感。我拿了一台别人都不使的国产数字示波器放在办公桌下用,看看波形也凑合。虽然显示效果和模拟示波器想比是那般的粗糙,但数字的也有模拟示波器办不到的——可以暂停,只观察瞬间的波形。因为我的爱好主要在音响电路,仍然向往的是模拟示波器那种聚焦良好的一条细线的效果,那种“模拟味”,想着哪一天居住条件允许了收一台二手带数字直读的高档模拟示波器,就像我读过的日本电子工程书籍里面照片上那种。

  再后来,我在EEWorld论坛上通过Keysight(是德)的活动,了解到数字示波器的技术已经进步很大了,于是我的看法有所转变。应该说随着ADC采样率和量化位数不断升级,捕捉信号的能力早已超过模拟示波器了。模拟示波管靠余辉保留显示,对非重复的信号无法产生稳定的图象,应用就受到了巨大的限制。Keysight新一代的示波器具有很高的波形捕获率,显示屏的分辨率也不错,可以呈现的波形细节就多了。

  我现在所在的公司购置了Keysight DSOX3024T四通道数字示波器。带宽、采样率、通道数这些基本性能不必多说,从察看波形的效果上看我认为和模拟示波器已经接近了(也不是完全替代,某些特殊情况比如放音乐的动态效果),可以显示出亮暗不同的效果代表信号出现的概率,可以做平滑处理,叠加处理等等,这都是数字处理的优势。高级的运算比如FFT用来分析频谱,拓展了示波器的功能。
fft.jpg
  回想我以前用过的示波器,显示屏都仅有320x240的分辨率,而且也没有灰度显示效果,难怪显示波形看起来粗糙了。现在我能利用的这台Keysight DSOX3024T具备了更多丰富的设置,这些也正是建立在数字示波器强大的数据处理能力基础上的。虽然逻辑分析仪对数字电路调试的帮助更强,分析信号完整性,以及调试数字模拟混合信号时,数字示波器正好发挥它的专长。从操作面板的按钮选钮多少就可以估计能玩花样的地方很多……我们还没使全过。
panel.jpg

  一个我认为对于数字示波器很重要的功能就是存储深度。过去的数字示波器虽然可以触发之后暂停供察看波形,但是在时间尺度上显示窗口大就意味着采样率低,漏过了细节。而至少这台Keysight DSOX3024T可以在 20us/div 的时间尺度上还保证 5Gs/s 的采样率,这样就可以获取比较长时间的一段信号时不漏过瞬间的细节。利用 MegaZoom 这个功能按钮,可以开启局部的时间轴放大察看,这很像我喜欢的高级模拟示波器的“双踪双扫”功能。在捕捉一个突发异常的时候,往前浏览寻找原因,或者往后浏览观察后续影响,都是可以发挥深度存储的优势的。这台示波器还有分段存储的功能,我还未学习怎么使用。
zoom.jpg

  通过接触Keysight示波器,我对数字示波器有了新的认识,它比模拟示波器要强大很多,应用面也宽很多。抛开“情怀”,工具最终是拿来服务的,综合性能指标、功能覆盖面、操作便利性决定它的价值。期待是德科技继续带给我们更先进更好用的测试仪器,也希望高品质的仪器将来能普及到更多的电子爱好者。



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发表于 2018-3-31 13:59 来自手机 | 显示全部楼层


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发表于 2018-3-31 20:51 来自手机 | 显示全部楼层
最后一图,全绿的那块面积是什么情况


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