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纯净的硅(高级)

示波器的几种采样模式有什么区别? [复制链接]

示波器通道的采集模式有取样模式、峰值检测、高分辨率、包络模式、平均模式,这几种模式分别是什么原理,相互之间有什么区别,最重要的在哪些场合更适合那种模式?

还有一个问题是在测量信号源的输出信号,要进行阻抗匹配,信号源的输出阻抗的典型值是50欧姆,所以要设置示波器通道的输入阻抗也是50欧姆,阻抗匹配从两个方面分析,第一是高频信号的传输要进行阻抗匹配,传输线的阻抗要处处相等不能有突变,否则会发生发射引起信号叠加导致测量信号不准;还有一个方面是利用最大功率传输定理解释,当负载阻抗和信号源内阻相等或者共轭时,负载得到的功率是最大的。

在测量一个高频信号时,示波器使用1M的输入阻抗,测到的信号几乎是信号源的全部信号有可能还叠加了一部分反射信号;当示波器用50欧姆的输入阻抗时,示波器接收到了信号源一半的电压,但是显示的确是信号源的全部电压值,是否示波器内部做出了补偿?这个问题之前还没有考虑过,因为之前一直都是用的1M的输入阻抗,示波器检测的信号几乎都是所要采集信号源的全部电压。

这个问题还包括在50欧姆阻抗匹配的时候示波器探头的比例,1:1,示波器内部放大两倍显示,10:1,示波器内部放大20倍显示。

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波器通道的采集模式有取样模式、峰值检测、高分辨率、包络模式、平均模式,最喜欢也是最常用的是高分辨率,之前总是看到采集的线很粗,细节看不到,切换到高分辨率模式就好了   详情 回复 发表于 2024-6-23 11:33

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五彩晶圆(高级)

你这是"还有一个问题是"

感觉N个问题都有

取样模式用于重复性信号,特别当信号的频率远高于示波器的实时采样率时。

峰值检测用于捕获可能因采样率不足,无法完全显示,偶发或低重复频率的高频信号。

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确实是问题越来越多,感觉是越来越难,由一个问题引发出许多问题。  详情 回复 发表于 2024-6-21 08:41

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纯净的硅(高级)

Jacktang 发表于 2024-6-21 07:22 你这是"还有一个问题是" 感觉N个问题都有 取样模式用于重复性信号,特别当信号的频率远高于示波 ...

确实是问题越来越多,感觉是越来越难,由一个问题引发出许多问题。

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一粒金砂(高级)

示波器是电子测试设备中的一种,用于观察各种电压信号的波形。示波器有多种采样模式,主要区别在于它们如何收集和处理信号样本以重建波形。以下是一些常见的采样模式及其区别:
1. **实时采样模式(Real-Time Sampling)**:
   在这种模式下,示波器以固定的时间间隔(如1ms)对信号进行采样,并连续地绘制波形图。如果波形变化很快,可能需要在较短的时间内对信号进行多次采样,以准确地重建波形。
2. **等效采样模式(Equivalent Time Sampling)**:
   等效时间采样模式(也称为迹线采样模式)允许示波器在保持显示更新率的同时,改变垂直和水平的分辨率。通过在不同的时间间隔内采样信号,可以在屏幕上显示更高或更低的分辨率。这种模式对于观察快速变化的信号非常有用。
3. **累积采样模式(Accumulation Sampling)**:
   累积采样模式通常用于数字信号处理。在这种模式下,示波器会在一个指定的时间内累积多个样本,以提高信噪比和信号的可见度。这通常用于非常弱的信号或者在噪声环境中的信号。
4. **自动采样模式(Auto Sampling)**:
   自动采样模式是示波器的一种智能采样方式,它会自动选择最佳的采样率和时间基准,以获得最佳的波形显示。用户只需设置基本的参数,示波器会自动调整采样设置。
5. **峰值采样模式(Peak Sampling)**:
   峰值采样模式用于高速信号,可以在信号的峰值时刻进行采样,从而获得信号的最大幅值。这种采样模式通常用于要求高精度测量的应用。
每种采样模式都有其特定的应用场景。选择合适的采样模式可以使示波器的使用更加高效,同时能够准确地捕捉和分析信号。在使用示波器时,应根据测试信号的特性和要求来选择最合适的采样模式。

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实时采样模式可以理解,就是采样间隔固定,将采集到的数据点连接起来 等效采样模式改变垂直和水平分辨率,且在不同的时间间隔采样,这是示波器在采集信号变化较大时增加分辨率,波形变化较为平缓时降低分辨率吗?  详情 回复 发表于 2024-6-21 09:57

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纯净的硅(高级)

851779592 发表于 2024-6-21 09:08 示波器是电子测试设备中的一种,用于观察各种电压信号的波形。示波器有多种采样模式,主要区别在于它们如何 ...

实时采样模式可以理解,就是采样间隔固定,将采集到的数据点连接起来

等效采样模式改变垂直和水平分辨率,且在不同的时间间隔采样,这是示波器在采集信号变化较大时增加分辨率,波形变化较为平缓时降低分辨率吗?

累计采样模式应该就是平常所说的平均采样模式,采集多个样本求其平均以降低噪声对信号的影响

峰值采样模式是只在信号的最值所在的一段区域采集数据,其它区域连接起来,这应该需要模电说的那种峰值检波器或者用数电计算而来

至于自动采样模式,是示波器自动选择的一种采集模式,自己根据信号幅值频率带宽适应显示,以获得最好的显示范围。

示波器学问还挺多的。

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您的理解非常准确。针对您提到的每种采样模式,我稍作补充和澄清: 实时采样模式:正如您所说,实时采样模式下,示波器以固定的采样率对信号进行采样,并将采集到的数据点直接连接起来以形成波形图。这种模  详情 回复 发表于 2024-6-21 10:33

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一粒金砂(高级)

乱世煮酒论天下 发表于 2024-6-21 09:57 实时采样模式可以理解,就是采样间隔固定,将采集到的数据点连接起来 等效采样模式改变垂直和水平分辨 ...

您的理解非常准确。针对您提到的每种采样模式,我稍作补充和澄清:

  1. 实时采样模式:正如您所说,实时采样模式下,示波器以固定的采样率对信号进行采样,并将采集到的数据点直接连接起来以形成波形图。这种模式适用于需要完整捕捉信号变化的情况。

  2. 等效采样模式:等效采样模式(或称为异步采样模式)通常用于处理重复信号或周期性信号,其中信号的频率远高于示波器的最大采样率。在这种模式下,示波器会在不同的时间偏移下对信号进行多次采样,然后使用这些采样点来重建波形。尽管垂直分辨率(每个采样点的垂直精度)可能会受到采样率的限制,但水平分辨率(时间轴上的分辨率)可以通过多次采样来提高。这种模式允许示波器显示远高于其传统采样率的信号。

  3. 累计采样模式(平均采样模式):如您所述,累计采样模式(或平均采样模式)将多个采样周期内的信号取平均值,以减少随机噪声的影响。这种方法特别适用于噪声较大的环境,通过多次测量取平均,可以有效平滑噪声,使信号更易于分析。

  4. 峰值采样模式:峰值采样模式是一种专门用于捕捉信号峰值的技术。在这种模式下,示波器主要关注信号的峰值(或谷值),并使用这些峰值信息来重建波形。由于只记录峰值信息,因此可以比传统采样模式提供更高的垂直分辨率,特别是在信号动态范围大的情况下。然而,需要注意的是,峰值采样模式可能不会捕获信号的完整波形,因为它只关注信号的极端值。

  5. 自动采样模式:自动采样模式是示波器根据信号的特性自动调整采样率和垂直增益的功能。这种模式下,示波器会尝试优化显示的波形,以便在屏幕上提供最佳的视觉效果。例如,当检测到信号的瞬态事件时,示波器可能会切换到更高的采样率来确保这些事件被准确捕捉;对于长时间稳定变化的信号,示波器可能会降低采样率和垂直增益以节省存储和处理资源。

确实,示波器是一个功能强大的工具,具有多种采样模式和其他高级功能,这使得它们在工程和科研领域的应用变得非常广泛。了解这些采样模式的工作原理和适用场景对于正确解读波形数据非常重要。

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波器通道的采集模式有取样模式、峰值检测、高分辨率、包络模式、平均模式,最喜欢也是最常用的是高分辨率,之前总是看到采集的线很粗,细节看不到,切换到高分辨率模式就好了

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但是我看到一些工程师不太愿意使用高分辨率,可能是高分辨率没有显示一些细节的波形,但是不知道这个高分辨率有什么优点?  详情 回复 发表于 2024-6-23 11:42
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纯净的硅(高级)

秦天qintian0303 发表于 2024-6-23 11:33 波器通道的采集模式有取样模式、峰值检测、高分辨率、包络模式、平均模式,最喜欢也是最常用的是高分辨率, ...

但是我看到一些工程师不太愿意使用高分辨率,可能是高分辨率没有显示一些细节的波形,但是不知道这个高分辨率有什么优点?

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