什么是取样示波器及其工作原理

在进行讨论采样示波器之前,人们应该知道正常示波器的主要工作原理。一个示波器是一种使用一个或多个电信号的设备,并同时在显示器上产生信号。示波器的最佳示例是CRO,称为阴极射线示波器。一般来说,ACRO(阴极射线示波器)不提供广泛的操作带宽。因此,对于极高频率信号的直接跟踪可能无法实现,因为输出图像的亮度将在高频操作中的显示器上降低。为了克服这一点,我们需要一种正确地追踪高频信号的技术即,即采样技术。采样示波器是应用采样技术来跟踪波形的设备。因此,数字示波器即采样示波器的高级版本配合了一些附加功能。

什么是抽样示波器?

通过采集几个电信号样本来产生信号的装置称为采样示波器。这是数字示波器的进步,包括一些特殊用途的额外功能。该装置利用频闪光法原理分析快速电信号。


取样示波器
取样示波器

在该示波器中,不同的样本由信号的不同部分取消通过不间断的循环,从而将在像连续信号一样显示器上显示整体图像。这里,可以用千点形成信号,并且应该注意,可以使用低带宽放大所得信号放大器在屏幕上显示插图之前。

这种取样示波器的主要目的是观察50ghz范围内的高频波形。当用斜率的采样率进行评估时,可以在示波器的输出端获得高频信号。

信号跟踪的采样方法

在采样方法中,通过点数的组合,可以得到一个完整的信号。在这种情况下,每个点分别来自信号的一个连续周期,然后下一个连续点来自信号连续周期的下一小部分。

采样示波器框图及说明

采样示波器的框图如下所示。

采样示波器框图
采样示波器框图

根据上图,我们可以注意到输入信号被应用于采样门。一旦采样信号被提供给该采样门,那么它将打开以对输入信号进行采样。重要的是,采样可以通过给定输入信号的频率同步完成。
当在电路中使用垂直放大器时,它保持输入信号&一旦信号被放大,信号就可以被提供给垂直板。

一旦取样循环开始,振荡器将通过触发信号接通,从而可以产生线性斜坡输出电压。从斜坡发生器产生的信号可以给予电压比较器单元。

这里,通过从楼梯产生的楼梯信号来评估斜坡信号发电机。在评估时,一旦两个信号的幅度相等,那么它通过单个步骤改善楼梯,然后可以生成采样脉冲。同样,这将打开采样门和循环可以类似地重复。

通过楼梯生成器生成的步长尺寸决定了输出处的图像分辨率。一旦阶跃维数变小,那么样本的数目就会变大。因此,图像分辨率将更高。

以下图像显示采样示波器的不同块的波形。在采样示波器中,频率样本可以少于I / P信号频率的百分之一。因此,需要输入信号频率为1GHz仅为10 MHz放大器BW。

输出波形
输出波形

抽样方法

触发脉冲在每个采样周期之前触发振荡器,然后产生线性电压。一旦两个电压的振幅相等,那么阶梯将移动一步&可以产生一个采样信号来打开用于输入电压采样的采样门。信号分辨率主要取决于阶梯发生器的阶梯大小。采样方法多种多样,但通常采用实时采样和等效采样两种方法。

实时采样法

在这种技术中,数字化仪以高速运行,列出单个扫描中的最高点。它的主要功能是准确地捕捉具有高频率的瞬态事件。瞬态脉冲是如此的独特,以至于任何时刻的电流或电压水平都无法通过相邻的脉冲连接起来。

这些行动本身不会再做,因此它们应该在发生同时在平等的时间内列出。采样频率可以极高,如500 MHz,采样率可以是100个样本/秒。因此,需要高速存储器来存储高频信号。

等效样品法

这项技术执行的预言以及估计原则,这是可以实现的简单地通过循环信号。在这种技术中,数字化仪从多次重复的波中获取样本。因此,它可能会使用来自每个重复的单个或其他额外样本。结果信号的频率比示波器的采样率高。所以,这种抽样可以通过随机和序贯两种技术来完成。

随机方法

这种技术是最常见的取样方法。这项技术主要使用内部的时钟,它可以调整以与输入信号一起工作&不断地从信号中提取触发采样来触发。采集的样本是标准时间,但随机激活。在这种方法中,样本是以通常的时间间隔记录的,但这与触发率无关。

顺序方法

在这种方法中,样本被用来触发。一旦触发被注意到,就可以通过一个微小的延迟来记录样本。检查延迟,因为它应该非常短,但定义良好。一旦随后的触发发生,它就会通过一个小的增量时间延迟(与前一个相比)被列出。

延迟扫描的范围从微秒到秒。例如,如果第一次的延迟是't',之后下一次的延迟将比't'高。以这种方式,样本被使用了几次,并且有额外的延迟,直到时间窗口的填充完成。

延迟扫描可以定义为用于在范围扫描的起始点和触发点之间添加时间的技术。它增强了示波器设备的灵活性。没有延迟的信号可以通过延迟扫描示波器放大。在其他应用中,它最常用于测量信号的上升时间,而不是测量脉冲时间的调制。

优点

这个采样示波器的优点包括以下这些。

  • 它是用来测量超高速信号使用的设备,有较少的带宽
  • 采样技术在将输入信号转换为较少频率字段内的信号中非常有用。
  • 它既能响应,又能以快速位的形式存储数据。

缺点

这个抽样示波器的缺点包括以下这些。

  • 该示波器的主要缺点是它可以简单地测量连续波。
  • 采样示波器装置的频率范围主要取决于其设计。

应用

这个采样示波器的应用s包括以下内容。

  • 采样示波器用于通过使用不同的电信号观察显示器上的高速信号。
  • 用于通过录像机录制信号
  • 信号可以被精确地测量
  • 该示波器不仅用于高频信号(百万MHz),还用于低频(几kHz)信号。在设定点之后计算信号到200μs的每个元素和信号重复率可以像10 Hz或更高时,则是可行的。

因此,这是采样示波器概述它是一种改进的示波器,因为它避免了BW要求的困难。这些仪器主要用于显示频率在300MHz以上的信号。因此,采样技术主要用于获得良好的信号显示。这个显示器由1000个点组成。对于每个点,可以在每个连续的输入周期中从下一个点逐渐获得垂直偏转。信号水平偏转可以通过向水平偏转板提供楼梯信号来实现。这里有一个问题问你,什么是不同类型的示波器?

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