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数字示波器的优势

上次我们说到了数字示波器的发展，但是它是如何快速俘获工程师们的“芳心”呢？
数字示波器首先在采样率上提高，从*初的采样率等于两倍带宽，提高至四五倍甚至十倍。根据奈奎斯特定理，采样率是信号频率两倍的时候刚好能够还原被采样信号，但是这仅仅只能针对正弦波采样，在工程上是远远不够的。提高采样率就相当于将失真大大降低，能够达到至3%甚至1%。带宽1GHz的数字示波器的采样率就*少需要4GSa/s，甚至10GSa/s。

  其次，泰克率先开始提高数字示波器的更新率，也就是波形刷新率，达到接近模拟示波器的水平，*高可达每秒40万个波形，使观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲的能力大为增强。目前安捷伦科技能够达到100万个波形每秒。

  再次，采用多处理器加快信号处理能力，从多重菜单的烦琐测量参数调节，改进为简单的旋钮调节，甚至完全自动测量，使用上与模拟示波器同样方便。

  *后，数字示波器与模拟示波器一样具有屏幕的余辉方式显示，赋于波形的三维状态，即显示出信号的幅值、时间以及幅值在时间上的分布。具有这种功能的数字示波器称为数字荧光示波器，具备模拟示波器和数字示波器的共同优点，是当前示波器发展的趋势。

  目前国内数字示波器制造商，诸如鼎阳、普源、固纬、安泰信、优利德、OWON、绿杨等都还是以数字存储示波器为主，极少厂商能够设计出性能满足的荧光示波器。接下来分别讲解一下数字存储示波器和数字荧光示波器。

一、数字存储示波器
顾名思义，通过数字电子技术进行信号采集和数据存储处理。
  数字存储示波器用过模拟前端将探头导入的信号进行采集，通过ADC转为二进制代码存储到存储器中。在这个阶段之前有一个电路能够将信号一分为二，一路进入采集系统，一路进入触发系统，这就是典型的模拟触发，目前市场上的大部分数字示波器都是采用的这种模拟触发方式，这种方式简单但是容易受到模拟器件静态工作点的影响，诸如温飘等现象。另外一种就是通过转换后的数字进行触发，这种触发抖动小，触发点**，大致在一个像素点左右，这就是目前流行的数字触发技术。在通过模数转换之后，系统开始对数据进行处理，主要包括测量、计算和显示，这个过程由于受限于目前处理器的运行速度，导致处理时间过长，大量ADC采集的数据丢失，这也就是死区时间产生的重要原因。

  数字示波器均没有辉度显示功能，因为只能在信号的幅度和时间两个维度上显示，区别于传统模拟示波器的是他强大的分析，存储，运算等功能，同事数字示波器的集成度较高，体积重量都能够做到很小，甚至有口袋示波器，和普通手机差不多大小，能够大大节约桌面空间。这些功能就足以俘获大量工程师的芳心了。

二、数字荧光示波器
  数字荧光示波器DPO（DigitalphosphorOscillosc opes）是Tektronix公司率先推出的一种示波器平台，目前国内外很多厂商都纷纷出了自己的数字荧光示波器，像美国力科的就叫HDO（High Definition Oscilloscopes），国内鼎阳的SPO（Super Phosphor Oscilloscope）等，它具有数字存储示波器DSO（DigitalStorageOscillosco pes）的各种传统优点，从数据存储到先进的触发功能，样样俱全，同时，它也具有模拟实时示波器ART（AnalyzedRealTime）的明暗显示和实时特性，能以数字形式产生显示效果优于模拟示波器CRT（CathodeRayTube）的亮度渐次变化的化学荧光效果。
DPO在示波器技术上有了新的突破，能够实时显示、存储和分析复杂信号，利用三维信息（振幅、时间性及多层次辉度，用不同的辉度显示幅度分量出现的频率）充分展现信号的特征，尤其采用的数字荧光技术，通过多层次辉度或彩色能够显示长时间内信号的变化情史。

  DSO的自动测量和波形存储功能曾令许多工程师尺叹不已，但人们不久就发现DSO在测量具有低频调制的高频信号时，由于其无法克服的混叠失真问题，其谬之千里的显示结果又让人想到ART示波器的好处。

  DPO不仅具有ART示波器的实时明暗度无混叠显示能力，而且有DSO的自动测量及波形存储功能，在避免二者不足方面，还有很大的改进。主要表现在：
（1）快速波形捕获速率和超强显示能力
数字荧光显示技术的应用使DPO能以不同的灰度或色彩同时显示信号的多幅图像。例如深圳鼎阳的SPO每秒钟表可记录40,000幅波形，其信号数据比一般的DSO多1000倍，每秒钟可捕获110,000个波形，这种快速波形捕获速率结合高超的显示能力，使SPO具有分析信号任何细节的性能。同时具有256级辉度显示，能够通过明暗程度来显示偶发的毛刺信号，还有诸如色温显示等功能，能够更加方便的用于分析观察。
（2）连续高速采样能力
通常DSO因处理显示数据在显示两幅波形之间有8ms的停滞时间，而DPO能始终以*高采样率对几十万幅波形连续采样，克服了其它示波器存在的停滞进间问题。DPO的采样率一般在2GSa/s以上，如此高的采样率允许示波器有更大的带宽。
（3）硬件实现的数字触发和智能触发
SPO采用的是FPGA直接运用ADC转换之后的数据进行分析触发，能够有效地提高触发精度和解决温飘等问题，能够大大减小波形的抖动，而且能够实现多种复杂的智能触发。
这些优势让数字荧光示波器成为了数字示波器的发展趋势，随着科学技术的发展，对示波器的要求越来越高，相信数字示波器将会朝着更加智能，更加多功能的方向发展。

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