在工程师运用示波器丈量信号时,或许会发现不同的时基档下所测到的波形频率不同。假如这个信号并非是叠加信号,那么或许便是示波器呈现假波现象了。本文要点共享示波器假波现象的构成原因以及处理办法。
一、数字示波器的假波现象
图 1.数字示波器观察到的假波现象
在运用数字示波器时,是否会遇到输入信号频率为10MHz,而示波器丈量出来却是远小于10MHz频率的信号波形,你或许会以为这是一个高频率小信号叠加低频率大信号,请不要急着做这样的定论,或许此刻现已呈现了假波现象了。
图1给出信号实践波形和假波的图形,从图中能够直观的看出假波和实践波形的差异。随后会评论假波构成原因、特征以及怎么判别丈量中是否呈现假波现象。
二、假波现象构成的原因
了解假波现象怎么构成,就得要知道数字示波器的作业原理。图2是数字示波器作业原理框图,与模仿示波器不同,数字示波器经过模数转换器(ADC)把被测电压转换为数字信息。它捕获的是波形的一系列样值,并对样值进行存储,存储极限是判别累计的样值是否能描绘出波形停止。对样值存储后,数字示波器再重构波形。明显现波器是否能重现实在的信号波形,其间要害的过程便是采样。依据奈奎斯特抽样规律,要确保信号在康复时不产生混迭现象和失真,采样率至少为信号最高频率带宽的2倍以上。可想而知,假如示波器采样速率不高,无法建立起准确的波形记载时,就会呈现假波现象,如图1所示显现为低频信号波形,或许触发显现为不稳定的波形。
图 2.数字示波器作业原理框图
三、假波现象的判别办法
在实践丈量中能够经过以下4个办法判别示波器丈量的波形是否为假波。
注:测验输入为10MHz,峰峰值800mV的正弦波信号。所用示波器是广州致远电子有限公司自主研制的ZDS1104,带宽100MHz,最大采样率1GSa/s,最大贮存深度28MKpts,支撑4通道输入。
1.旋转“t/div”旋钮改动水平常基档,假如波形形状剧烈改变,则或许呈现假波现象。
图 3.水平常基20us/div、采样率50MSa/s
图 4.水平常基100us/div、采样率10MSa/s
从图3和图4中能够看出,当水平常基档从“20us /div”增加到“100us
/div”时,波形产生剧烈改变,频率为10MHz的信号示波器丈量为4.98KHz,能够判别时基档在“100us /div”呈现波形为假波。
数字示波器采样率fs和水平常基档(t/div)有如下联系:
其间数字示波器最大采样速率N是一个定值,可知水平常基档越大,采样率越小。水平常基档增加到“100us
/div”时,采样率也从50MSa/s减小到10MSa/s,依据奈奎斯特抽样规律,此刻的采样率小于信号频率的2倍,也就不能正确的重现波形了。