数字示波器原理|数字示波器原理介绍一般而言

一般而言，我们可以从实时示波器、采样示波器等仪器中观测到眼图，因此我们可以根据数字示波器中眼图的实现方法来构建眼图的形成构架，以期利用现有的知识，通过改变或者改进电路原理来达到眼图的设计。
数字示波器主要包括信号调理电路、采集和存储部分电路、触发电路、软件处理及显示部分，其基本的电路框图如下所示。

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数字示波器基本电路框图
通过数字示波器的原理框图可以知道，模拟信号必须先经过信号调理电路，将模拟信号进行适当的衰减或者放大，使信号能够较理想的输入到 ADC 中进行模数转换。经过调理的信号送到 ADC 中，经过控制器控制 ADC 进行信号的采样，同时经过调理的信号可以送到触发电路。经过 ADC 转换后的信号为数字信号，保存到存储器中，随后利用软件对这些数据进行处理，比如采用正弦内插算法进行波形的重建，重建后的波形可以进行各种各样的参数测量、信号运算和分析等，最终的结果可以直接显示到屏幕上，参考体系结构如下图所示：

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数字示波器参考体系结构
通过以上对数字示波器的分析，许多因素可以影响到数字示波器的测试精度，在实际中有必要掌握各个指标的含义，数字示波器的指标列写如下：
（1）最大取样速率
定义：单位时间内完成的完整 AD 转换的最高次数。
最大取样速率主要由 AD 转换器的最高转换速率来决定，最大取样速率愈高，仪器捕捉信号的能力愈强。
（2）存储带宽
存储带宽与取样速率密切相关，根据取样定理，如果取样速率大于或者等于信号最高频率分量的 2 倍，便可重现原信号波形。实际上，在实时数字存储示波器的设计中，为保证显示小型的分辨率，往往要求增加更多的取样点，一般一个周期取 4~10 个点。
（3）分辨率
分辨率用于反映存储信号波形细节的综合特性，它包括垂直分辨率与水平分辨率。垂直分辨率与 AD 转换器的分辨率相对应，水平分辨率由存储器的容量来决定。
（4）存储容量
存储容量又称为记录长度，用于记录一帧波形数据占有的存储容量来表示，存储容量与水平分辨率在数值上互为倒数关系。存储容量愈大，水平分辨率就愈高。
实时示波器
实时示波器有时也称为“单次”示波器，它在每个触发事件上捕获一个完整波形。也就是说，它在一个连续记录中捕获大量的数据点。为了更好的理解这种数据采集类型，我们将实时示波器假设为一个速度极快的模数转换器(ADC) ，其中采样速率决定采样间隔，存储器深度决定要显示的点数。为了捕获任何波形，ADC 采样速率要明显快于输入波形的频率，至少要满足采样定理。