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数字示波器的计量目的与技术目标问题

编辑:金沙官网        发布日期:2018-04-26        点击量:857

每一个使用和计量数字示波器的人,都要面对的一个问题是它们的技术指标和功能实在太多了,如何计量?校准哪些参数?很难一下子回答得很清楚,它实际上涉及到了以下三个方面的问题。

1、数字示波器的细化与分类

示波器分类可以很多,而通用数字示波器,可简单分为两大类:(1)监视信号用;(2)测量波形用。

对于第(1)类用途的数字示波器,完全可以看作是使用了数字化技术的模拟示波器,使用模拟示波器的计量法规进行校准测试即可以基本解决问题,只不过由于使用了采样量化技术,有关示波管给测量带来影响的指标和内容不再适甩对于第(2)类用途的数字示波器,通常具有存储功能,被称为数字存储示波器,其计量校准,应突出其精确测量性能和波形测量性能,突出其与A/D转换和抽样量化有关的性能,有关示波管误差的指标和校准项目己不再需要。因此,模拟示波器的标准和计量法规已不适应,应该以数字化为核心,以精确校准和评价为目的开展数字存储示波器的计量校准,这样才能将其性能指标体现出来也正因为有了数字化存储功能,使得人们可以动用电子计算机手段和数字信号处理技术,以远远强大于模拟示波器校准的手段实施数字示波器的校准,也才能使它的众多高技术性能的校准评价成为可会能。

2、计量目的与技术目标

数字示波器实际上具有两类指标:(1)基本测量性能;(2)数据分析处理功能(即测量功能)。它们有许多基本测量性能,但有更多的测量功能!据不完全统计,高档数字存储示波器(包括虚拟仪器式)己经具有的典型测量功能为:求波形的极值、最大值、最小值、顶值、底值、中值、平均值、均方根值、峰峰值、幅度值、包络、周期、频率、上升时间、下降时间、正脉冲宽度、负脉冲宽度、占空比、延时、面积、群延时、FFT小波变换、加、减、乘、除、积分、微分、李萨育图形通道延迟、功率频谱、互谱、倒谱、自相关、互相关、功率密度、信号带宽、矢量、相位、有功功率、无功功率功率因数、信噪比、失真度、抖动等;包含了时域测量、频域测量、变换域测量、统计特性分析测量、平滑及数字滤波等众多功能。

另外,还可具有复杂多样的触发功能,如沿触发、电平触发、事前触发、事后触发、逻辑图触发、延迟触发、漏失触发、掉电触发、毛刺触发以及外触发等多种触发形式。

如此众多的功能都是建立在基本测量性能指标之上的,要想在日常周期性计量校准中全面进行评价是不可能的,计量工作量和计量成本极高自不必说,很多功能(如抖动、统计分析)校准所需的信号源及溯源问题,也远未得到解决,因此,对它的全部功能与性能进行彻底计量,还是只对其基本测量性能进行校准,是计量人员及仪器的使用者首先必须明确的目的与目标。 

3、基本测量性能提到基本测量性能,人们很自然会想到数字示波器具有二维测量显示模式,同时具有时间参数和幅度参数总体说来,其基本测量性能有:

(1)静态幅度参数;包括线性度、微分线性、积分线性、误差限、直流增益及误差、直流偏移及误差、随机噪声等;

(2)动态幅度参数;含交流增益及误差、有效位数、信噪比、动态噪声、模拟带宽、频率响应等;

(3)时间尺度参数;包括采集速率(实时、等效),时基误差等;

(4)瞬态响应参数;包括上升时间、过冲、预冲、顶部不平度、压摆率建立时间、传递函数等;

(5)矢量参数;主要是通道间延迟时间差;

(6)抗干扰指标;包括通道隔离度、差分输入共模抑制比、共模电压范围等;

(7)基本触发性能;包括触发幅度灵敏度、最窄触发脉宽、最小触发沿斜率、触发延时及抖动等。

一般说来,上述这些性能的计量校准,都属于数字示波器基本测量性能的校准。

数字示波器的计量目的与技术目标问题

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