如何選擇合適的波形儀器：數(shù)字存儲(chǔ)示波器或數(shù)字化儀
數(shù)字存儲(chǔ)示波器和基于PC的數(shù)字化儀都可以提供觀察信號(hào)波形的功能,了解了這兩種測(cè)試設(shè)備的特點(diǎn)將有助于做出正確的選擇
對(duì)于一個(gè)工程師來說,當(dāng)需要一個(gè)用來檢測(cè)波形特性的儀器時(shí),有兩個(gè)選擇：獨(dú)立的數(shù)字存儲(chǔ)示波器和基于PC的數(shù)字化儀。數(shù)字存儲(chǔ)示波器是很好的觀測(cè)信號(hào)波形的儀器,而基于PC的數(shù)字化儀也可提供與示波器相似的功能。什么情況下使用示波器,什么情況下適合用數(shù)字化儀呢？了解了這兩種測(cè)試設(shè)備的特點(diǎn)將有助于做出正確的選擇。
獨(dú)立的數(shù)字存儲(chǔ)示波器和基于PC的數(shù)字化儀都有一個(gè)核心器件,那就是A/D轉(zhuǎn)換器（A/D converter）芯片,二者最大的不同在于它們的外形封裝上。
歷史上,獨(dú)立的數(shù)字存儲(chǔ)示波器將A/D轉(zhuǎn)換器、內(nèi)置的控制按鈕、顯示器以及各種分析功能封裝在一個(gè)盒子中,從數(shù)字存儲(chǔ)示波器將數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)處的PC是一個(gè)附加功能,并且傳輸速度一般相對(duì)比較慢。而基于PC的數(shù)字化儀內(nèi)嵌在PC內(nèi),可以與PC操作系統(tǒng)緊密聯(lián)系。近幾年,一些高端的數(shù)字存儲(chǔ)示波器也開始安裝Windows操作系統(tǒng),在這一點(diǎn)上,示波器越來越像數(shù)字化儀了。可是,數(shù)字存儲(chǔ)示波器仍然是一個(gè)封閉的盒子,要想往里面添加其他硬件是不可能的。
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的優(yōu)勢(shì)
從早期的模擬示波器開始,在工作臺(tái)上信號(hào)測(cè)量過程中,示波器的一個(gè)基本用途始終都是能夠顯示快速的波形。傳統(tǒng)的模擬示波器可以100%顯示快速信號(hào)。一般的,現(xiàn)在的DSO（數(shù)字存儲(chǔ)示波器）已經(jīng)為信號(hào)的顯示作了很多優(yōu)化,DSO使用特殊的硬件實(shí)現(xiàn)了快速的波形顯示和刷新�；赑C的數(shù)字化儀采用Windows圖形接口,一般不能提供DSO那么快的刷新速度。另一種號(hào)稱數(shù)字熒光DSO的示波器可以模擬出模擬示波器熒光屏的持續(xù)顯示特點(diǎn),在明暗顯示與實(shí)時(shí)性上已經(jīng)與模擬示波器不相上下。
DSO的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是寬泛的信號(hào)處理能力,大多數(shù)DSO可以接受的信號(hào)幅度要比基于PC的數(shù)字化儀寬得多,而且,具有多種探頭可供選擇。利用不同的探頭,用戶可以測(cè)量電壓達(dá)幾百伏、頻率超過10GHz的信號(hào)。
目前,最高的采樣率和輸入帶寬（40GS/s、超過10GHz）仍然只有獨(dú)立的DSO才能實(shí)現(xiàn)。主要原因是示波器廠商擁有采用專利技術(shù)的高速采樣A/D轉(zhuǎn)換器芯片,他們還有高速專用探頭,這些都為采集高帶寬信號(hào)提供了技術(shù)上的保證。
數(shù)字化儀的優(yōu)勢(shì)
基于PC的數(shù)字化儀的主要優(yōu)勢(shì)在于它的靈活性,它可以工作在開放的PC環(huán)境中。一個(gè)PC主機(jī)可以安裝任何其他數(shù)字化儀的顯示陣列、工具卡、控制軟件,這樣,基于PC的這套系統(tǒng)就可以按照用戶的要求進(jìn)行個(gè)性化配置。比如,現(xiàn)在要構(gòu)建一套掃描超聲探測(cè)儀,可以采用基于PC的脈沖發(fā)生器/收發(fā)器卡、超聲傳感器、數(shù)字化儀獲取接收到的超聲信號(hào),再利用電機(jī)來控制樣品的位置,用一塊高端顯卡顯示數(shù)據(jù)波形,所有這些設(shè)備都可以集成在一套專為超聲探測(cè)設(shè)計(jì)的控制軟件下。這樣構(gòu)建的測(cè)試系統(tǒng)可能會(huì)被看作是一套應(yīng)用軟件,或常常被稱為虛擬儀器。
基于PC的數(shù)字化儀的其他特點(diǎn)包括模塊化、個(gè)性化等,用戶要做的僅僅是選擇滿足測(cè)量通道數(shù)的數(shù)字化儀個(gè)數(shù)即可。性能不同的數(shù)字化儀可以混合安裝在同一臺(tái)PC內(nèi),如果將來需要增加內(nèi)存和通道,系統(tǒng)可以很容易地進(jìn)行擴(kuò)充�；赑C的數(shù)字化儀的最大的優(yōu)勢(shì)是,它可以200MB/s的速度通過PCI總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C的內(nèi)存中,由PC負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分析、顯示,并進(jìn)一步將數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)器中。DSO則自身處理信號(hào)、顯示波形,一般通過速率較低的外部總線與PC連接,如GPIB等。DSO獲取波形的速率是每秒10～
