采樣示波器,也稱為等效時(shí)間采樣示波器,其原理和應(yīng)用如下:
一、原理
- 等效取樣技術(shù):采樣示波器的根本原理是利用等效取樣技術(shù),將周期性高頻(或高速)信號(hào)變換為與原來(lái)信號(hào)波形相似的低頻(或低速)信號(hào)。每個(gè)信號(hào)周期只取樣一次(或幾次),取樣信號(hào)依次地延遲Δt,完成一個(gè)取樣周期后,離散信號(hào)的包絡(luò)反映原信號(hào)的波形。這種固定延遲時(shí)間有順序的取樣也稱為順序取樣。而當(dāng)一個(gè)周期取幾次樣時(shí),取樣點(diǎn)必須重新排列,也稱為隨機(jī)取樣。
- 采樣定理:采樣示波器基于采樣定理,通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持,將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散信號(hào),并進(jìn)行數(shù)字化處理和重建,最后實(shí)現(xiàn)波形顯示。其中,采樣和保持單元負(fù)責(zé)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持,采樣速率決定了示波器的帶寬。
- 信號(hào)處理:采樣示波器具有較高的信號(hào)處理能力和靈活性,可以對(duì)復(fù)雜的信號(hào)進(jìn)行較大程度的處理和分析。同時(shí),由于采樣定理的存在,其帶寬可以達(dá)到甚至超過(guò)其采樣率的一半,具有較高的頻率響應(yīng)。
二、應(yīng)用
- 測(cè)量高速電信號(hào):采樣示波器前級(jí)沒(méi)有衰減器或放大器電路,專門用于測(cè)量高速信號(hào)。它具有較高的頻率響應(yīng)和較寬的帶寬,能夠觀測(cè)和分析高頻信號(hào)。
- 測(cè)量光信號(hào):采樣示波器可用于光信號(hào)的測(cè)量,例如通過(guò)連接光模塊/光傳輸設(shè)備,無(wú)需觸發(fā)信號(hào)即可進(jìn)行評(píng)估。
- 阻抗測(cè)量:使用TDR(時(shí)域反射計(jì))進(jìn)行阻抗測(cè)量,可以直接評(píng)估流經(jīng)印刷電路板和連接它們的電纜的數(shù)字信號(hào)的質(zhì)量(信號(hào)完整性)。
- LSI性能測(cè)量和分析缺陷:在半導(dǎo)體測(cè)試中,采樣示波器可用于測(cè)量LSI(大規(guī)模集成電路)性能和分析缺陷。
綜上所述,采樣示波器在電子測(cè)量領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的研究?jī)r(jià)值。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,采樣示波器的性能和功能將進(jìn)一步提升和完善,為電子測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。