示波器是电子工程师的眼睛。在电子产品的研发、生产和维护的整个电子产品周期中,示波器是不可或缺的。
示波器的ADC模块负责将示波器前端放大器输入的模拟电信号转换为数字信号,并将其交给后台进行处理。它不仅是示波器主要指标的决定性组成部分。以下是转换过程的详细介绍。模拟电压信号通过采样、维护、量化和编码转换为数字信号
采样:在一定时间间隔内提取信号大小的操作称为采样,其值为样本值。提取信号大小的时间间隔越短,信号重现越正确。由于缩短时间间隔会增加数据量,因此应选择合适的采样频率。
定量:采样后的信号范围仍然是连续值(模拟量)。此时,可以在振幅方向上划分一定的间隔,以确定样本值属于哪个范围,并将记录在其范围内的值分配给样本值。如上图所示,该范围分为0~0.5、0.5~1.5、1.5~2.5,再用0、1、2...代表每个区间,按四舍五入处理小数点后面的值。比如201.6属于201.5~202.5,赋值202;123.4属于122.5~123.5,则赋值123。
编码:将量化信号转换为二进制数,即用0和1代码组合表示的处理过程称为代码,“1”表示脉冲,“0”表示无脉冲。因此,模拟值最终将用2n次的二进制值表示。二进制值的n表示ADC模块的位数,即数据量化过程中振幅值的刻度数。例如,6位ADC,64级和8位ADC,256级。位数越高,ADC数据采样精度越高,对ADC模块的要求越高。
除示波器外,数模转换模块认为,万用表、数据采集卡、逻辑分析仪、电源分析仪等多种常用仪器的上叶是常见的组成部分。在这些设备中,有些设备需要多个通道,多通道数据采集方法可分为异步和同步。
异步采集:ADC模块由两个或两个以上采集通道的设备共用,每个通道的信号由ADC模块交替采样。
同步采集:设备的多个数据采集通道,每个模拟量输入通道都配备了单独的AD转换芯片,因此每个通道都可以独立采集。
以是德MSOS804A示波器为例,示波器有4个通道,8GHz带宽,20GSa/s采样率。是德MSOS804A示波器有4个ADC模块,最大采样率为10GSa/s,其中通道1和通道2的ADC模块形成ADC模块组。当单独使用1个通道或2个通道时,是德示波器的带宽可达8GHz,最大采样率可达20GSa/ss。当1、2通道一起使用时,本通道中的ADC模块只能使用,因此示波器的带宽仅为4GHz,最大采样率为10GSa/s。3/4通道也是如此。
综上所述,如果客户在使用示波器的过程中使用两个通道,建议使用2个通道,建议各户使用1、3或者2、4通道提高测试结果的准确性。
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