采樣示波器,也稱為等效時間采樣示波器,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)信號變換為與原來信號波形相似的低頻(或低速)信號。每個信號周期只取樣一次(或幾次),取樣信號依次地延遲Δt,完成一個取樣周期后,離散信號的包絡(luò)反映原信號的波形。這種固定延遲時間有順序的取樣也稱為順序取樣。而當(dāng)一個周期取幾次樣時,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,通過對輸入信號進(jìn)行采樣和保持,將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成離散信號,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)對輸入信號進(jìn)行采樣和保持,采樣速率決定了示波器的帶寬。
- 信號處理:采樣示波器具有較高的信號處理能力和靈活性,可以對復(fù)雜的信號進(jìn)行較大程度的處理和分析。同時,由于采樣定理的存在,其帶寬可以達(dá)到甚至超過其采樣率的一半,具有較高的頻率響應(yīng)。
二、應(yīng)用
- 測量高速電信號:采樣示波器前級沒有衰減器或放大器電路,專門用于測量高速信號。它具有較高的頻率響應(yīng)和較寬的帶寬,能夠觀測和分析高頻信號。
- 測量光信號:采樣示波器可用于光信號的測量,例如通過連接光模塊/光傳輸設(shè)備,無需觸發(fā)信號即可進(jìn)行評估。
- 阻抗測量:使用TDR(時域反射計(jì))進(jìn)行阻抗測量,可以直接評估流經(jīng)印刷電路板和連接它們的電纜的數(shù)字信號的質(zhì)量(信號完整性)。
- LSI性能測量和分析缺陷:在半導(dǎo)體測試中,采樣示波器可用于測量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量領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的研究價(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,為電子測量領(lǐng)域的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。