DSO基础知识介绍20121026.ppt
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1、DSODSO基础知识介绍基础知识介绍自动化工程学院测试计量技术研究所优利德电子科大测试仪器研发中心主讲人:杨扩军2012年10月26日2教研室基本情况教研室基本情况v优利德优利德-电子科大测试仪器研发中心电子科大测试仪器研发中心3教研室简介教研室简介 项目组从项目组从上世纪上世纪90年代年代初开始,针对初开始,针对在在宽带时域测量技宽带时域测量技术及数字示波器术及数字示波器方向方向展开展开深入深入研究,相继承担了国家部委和研究,相继承担了国家部委和企业的企业的20多项课题,多项课题,科研经费近科研经费近5000万元万元。历史历史 项目名称项目类别经费(万)负责人起止时间高速数字采集与波形存储技
2、术 总装预研300王厚军2011-2015大规模并行采样及宽带数字存储示波器大规模并行采样及宽带数字存储示波器国家自然基金(重点)国家自然基金(重点)110王厚军王厚军2008-2011优利德系列化数字存储示波器优利德系列化数字存储示波器横向横向2300王厚军王厚军2006-201620G采样率宽带数字三维示波器采样率宽带数字三维示波器军工型号军工型号350王厚军王厚军2011-20132.5G示波表军工型号240王厚军2009-20116G示波器示波器军工型号军工型号380王厚军王厚军2008-20104教研室简介教研室简介v在国内数字存储示波器行业处于领先水平在国内数字存储示波器行业处于领
3、先水平v从事数字存储示波器的研究与设计已有从事数字存储示波器的研究与设计已有1212年年5教研室简介教研室简介开始研制手持开始研制手持式数字存储示式数字存储示波表波表20012001年年19991999年年20022002年年20042004年年20062006年年20072007年年20082008年年20102010年年第一台第一台25MHz25MHz数字数字存储示波表存储示波表研制成功研制成功与江苏科泰与江苏科泰合作开发合作开发100MHz100MHz数字数字存储示波器存储示波器完成完成100MHz100MHz数字存储示数字存储示波器的研制,波器的研制,同时开始与同时开始与江苏绿扬合江苏
4、绿扬合作开发作开发200MHz200MHz手持手持式数字存储式数字存储示波表示波表与香港优利与香港优利德科技集团德科技集团公司合作,公司合作,迎来了发展迎来了发展的重要契机的重要契机推出第一台推出第一台优利德示波优利德示波器产品,第器产品,第一年便实现一年便实现销售销售1 1万台万台的纪录的纪录制定数字存制定数字存储示波器国储示波器国家标准家标准推出全国首推出全国首台数字三维台数字三维示波器及采示波器及采样率为样率为6GSPS6GSPS,模,模拟带宽为拟带宽为1GHz1GHz的高性的高性能数字存储能数字存储示波器示波器20122012年年将推出全国将推出全国首台采样率首台采样率为为20GSPS
5、20GSPS,模拟带宽为模拟带宽为2.5GHz2.5GHz的高的高性能数字存性能数字存储示波器储示波器66G数字示波器数字示波器数字三维示波器数字三维示波器国内首家推出号称第三代国内首家推出号称第三代示波器技术的示波器技术的数字三数字三维示波器,核心指标性能维示波器,核心指标性能同国外主流产品相当。同国外主流产品相当。推出的推出的6GSPS数字存储示数字存储示波器,采样率指标居国内波器,采样率指标居国内最高水平。最高水平。示波器研究历史和水平示波器研究历史和水平标志性成果标志性成果7什么是示波器?什么是示波器?示波器是形象地显示信号幅度随时间变化的波形显示仪器,是一种综合的信号特性测试仪,是电
6、子测量仪器的基本种类8示波器的类型及区别示波器的类型及区别模拟示波器:ART数字存储示波器:DSO数字荧光示波器:DPO模拟数字混合示波器:MSO9示波器的类型及区别示波器的类型及区别10示波器的类型及区别示波器的类型及区别11DSODSO的典型构成的典型构成12DSODSO各个部分的主要作用各个部分的主要作用 模拟通道:对外界输入信号进行调理,使其幅度进入ADC输入范围之内13DSODSO各个部分的主要作用各个部分的主要作用ADC(模数转换器):对模拟信号进行量化,将其转换为数字信号14DSODSO各个部分的主要作用各个部分的主要作用FPGA:1、存储来自ADC的采样数据2、触发功能的实现3
7、、控制信号通道和触发通道中的一些器件(DAC、程控放大器、选择器等)15DSODSO各个部分的主要作用各个部分的主要作用DSP(数字信号处理器):其相当于计算机的CPU,对整个示波器进行控制,主要功能有:1、采样数据的处理2、外围电路的控制3、波形的运算、测量、存储16示波器的四大技术指标示波器的四大技术指标1、模拟带宽2、采样率3、存储深度4、波形捕获率(死区时间)17模拟带宽模拟带宽v定义:示波器输入不同频率的等幅正弦信定义:示波器输入不同频率的等幅正弦信号时,显示屏上对应基准频率的显示幅度号时,显示屏上对应基准频率的显示幅度随频率变化而下降随频率变化而下降3dB3dB时,其下限到上限频时
8、,其下限到上限频率的范围。率的范围。100%(0dB)71%(-3dB)示波器的带宽(示波器的带宽(BW)只能测量低频交流的仪只能测量低频交流的仪表在处也下滑。表在处也下滑。幅频特性曲线幅频特性曲线18模拟带宽与上升时间的关系模拟带宽与上升时间的关系v例如:某示波器的上升时间为例如:某示波器的上升时间为3.5ns3.5ns,则该,则该示波器的模拟带宽为示波器的模拟带宽为100MHz100MHz35.0GHzBWnstrv另一示波器的上升时间为另一示波器的上升时间为350ps350ps,则该示波,则该示波器的模拟带宽为器的模拟带宽为1GHz1GHz19模拟带宽对测量的影响模拟带宽对测量的影响35
9、.0GHzBWnstr20模拟带宽对测量的影响模拟带宽对测量的影响35.0GHzBWnstr21上升时间多快才是足够快上升时间多快才是足够快示波器上升时间上升时间慢/异常幅度衰减等于信号的上升时间41%2倍于信号的上升时间12%3倍于信号的上升时间5%5倍于信号的上升时间2%10倍于信号的上升时间0.5%22 采样率采样率 单位时间内对信号进行采样的次数(单位时间内对信号进行采样的次数(Sa/s或或SPS)。为区分实时采样和等效采)。为区分实时采样和等效采样,通常将基于实时采样的采样率称为样,通常将基于实时采样的采样率称为实实时采样率时采样率,基于等效采样的采样率称为,基于等效采样的采样率称为
10、等等效采样率效采样率。23 实时采样实时采样 一次采集信号上的若干采样点,并基于一次采集信号上的若干采样点,并基于采样点的时间顺序显示被测波形的方法。采样点的时间顺序显示被测波形的方法。24 等效采样等效采样 对于周期(重复)信号,每次在一个信号周期对于周期(重复)信号,每次在一个信号周期采集一定数量的采样点,经过对多个信号周期进采集一定数量的采样点,经过对多个信号周期进行多次采集,积累足够的采样点数量,并基于多行多次采集,积累足够的采样点数量,并基于多次采集之间的时间关系,对采样点重新排列,进次采集之间的时间关系,对采样点重新排列,进而显示出被测波形。而显示出被测波形。25采样率对观察信号的
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