1) 信號采集與控制。是由計算機和儀器硬件組成硬件平臺,實現對信號的采集、測量、轉換與控制。
(2) 數據分析與處理。虛擬示波器充分利用計算機的存儲、運算功能,并通過軟件實現對輸入數據信號的分析與處理。處理內容包括數字濾波、數據統計、數值分析等。從數據分析上看,虛擬示波器比傳統儀器具有更強大的數據分析能力。
(3) 測量結果的顯示。虛擬示波器充分利用計算機的資源,如顯示器、存儲器等,把測量結果進行多種方式的表達與輸出,其輸出形式包括通過總線網絡的遠距離數據傳輸,通過光盤、磁盤的拷貝輸出,在硬盤上存儲數據以及通過計算機屏幕等圖形接口的輸出方式。
示波器通常有四種觸發方式:
(1)常態(NORM):無信號時,屏幕上無顯示;有信號時,與電平控制配合顯示穩定波形;
(2)自動(AUTO):無信號時,屏幕上顯示光跡;有信號時與電平控制配合顯示穩定的波形;
(3)電視場(TV):用于顯示電視場信號;
(4)峰值自動(P-P AUTO):無信號時,屏幕上顯示光跡;有信號時,無需調節電平即能獲得穩定波形顯示。該方式只有部分示波器(例如CALTEK卡爾泰克CA8000系列示波器)中采用。
9.觸發源選擇
示波器觸發源有內觸發源和外觸發源兩種。如果選擇外觸發源,那么觸發信號應從外觸發源輸入端輸入,家電維修中很少采用這種方式。如果選擇內觸發源,一般選擇通道1(CH1)或通道2(CH2),應根據輸入信號通道選擇,如果輸入信號通道選擇為通道1,則內觸發源也應選擇通道1。
二、測量方法
1.幅度和頻率的測量方法(以測試示波器的校準信號為例)
(1)將示波器探頭插入通道1插孔,并將探頭上的衰減置于"1"檔;
(2)將通道選擇置于CH1,耦合方式置于DC檔;
(3)將探頭探針插入校準信號源小孔內,此時示波器屏幕出現光跡;
(4)調節垂直旋鈕和水平旋鈕,使屏幕顯示的波形圖穩定,并將垂直微調和水平微調置于校準位置;
(5)讀出波形圖在垂直方向所占格數,乘以垂直衰減旋鈕的指示數值,得到校準信號的幅度;
(6)讀出波形每個周期在水平方向所占格數,乘以水平掃描旋鈕的指示數值,得到校準信號的周期(周期的倒數為頻率);
(7)一般校準信號的頻率為1kHz,幅度為0.5V,用以校準示波器內部掃描振蕩器頻率,如果不正常,應調節示波器(內部)相應電位器,直至相符為止。
虛擬示波器是利用高性能的硬件模塊和高效靈活的軟件來實現普通儀器的功能和許多拓展功能的一種軟硬件系統。虛擬示波器比傳統示波器價格要便宜,而且還具有波形觸發、存儲、顯示、測量、波形數據分析處理等獨特優點,得到了越來越多的普及。
擬示波器使用時應該注意的問題
區分模擬帶寬和數字實時帶寬
帶寬是示波器最重要的指標之一。的帶寬是一個固定的值,而虛擬示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實時帶寬兩種。虛擬示波器對重復信號采用順序采樣或隨機采樣技術所能達到的最高帶寬為示波器的數字實時帶寬,數字實時帶寬與最高數字化頻率和波形重建技術因子K相關(數字實時帶寬=最高數字化速率/K),一般并不作為一項指標直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出,模擬帶寬只適合重復周期信號的測量,而數字實時帶寬則同時適合重復信號和單次信號的測量。廠家聲稱示波器的帶寬能達到多少兆,實際上指的是模擬帶寬,數字實時帶寬是要低于這個值的。例如說TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz,實際上是指其模擬帶寬為500MHz,而最高數字實時帶寬只能達到400MHz遠低于模擬帶寬。所以在測量單次信號時,一定要參考虛擬示波器的數字實時帶寬,否則會給測量帶來意想不到的誤差。
有關采樣速率:采樣速率也稱為數字化速率,是指單位時間內,對模擬輸入信號的采樣次數,常以MS/s表示。采樣速率是虛擬示波器的一項重要指標。如果采樣速率不夠,容易出現混迭現象
如果示波器的輸人信號為一個100KHz的正弦信號,而示波器顯示的信號頻率卻是50KHz,這是因為示波器的采樣速率太慢,產生了混迭現象。混迭就是屏幕上顯示的波形頻率低于信號的實際頻率,或者即使示波器上的觸發已經亮了,而顯示的波形仍不穩定。混迭的產生如圖1所示。那么,對于一個未知頻率的波形,可以這樣判斷所顯示的波形是否已經產生混迭:慢慢改變掃速t/div到較快的時基檔,看波形的頻率參數是否急劇改變,如果是,說明波形混迭已經發生;或者晃動的波形在某個較快的時基檔穩定下來,也說明波形混迭已經發生。根據奈奎斯特定理,采樣速率至少高于信號高頻成分的2倍才不會發生混迭,如一個500MHz的信號,至少需要1GS/s的采樣速率。有如下幾種方法可以簡單地防止混迭發生:
?采用自動設置
?調整掃速;
?試著將收集方式切換到包絡方式或峰值檢測方式,因為包絡方式是在多個收集記錄中尋找極值,而峰值檢測方式則是在單個收集記錄中尋找最大最小值,這兩種方法都能檢測到較快的信號變化。