數字示波器與數字化儀的對比分析
數字化儀和ADC的基礎是ADC。對較慢的甚高分辨率的應用,Σ-Δ轉換器可提供20位以主的分辨率,即1ppm。當然,噪聲和放大器非線性會迅速降低性能至16位以下,即使這樣,16位分辨率也比8位分辨率的示波器高出256倍。
典型的20MS/s數字化儀具有0.5%基本精度,68dB共模抑制比(CMRR)。12位分辨率。相對地,有代表性的100MHz、8位DSO的通道隔離指標是在0-20MfZ時大于40dB,精度是1.5%。
數字化儀采用有限帶寬濾波器,輸入時最適于時域或頻域使用。使用突變的帶通產帶阻濾波器,例如切比雪夫濾波器非常有效地減少混疊,但在時域引人振鈴。
在頻域內與濾波器有關的誤差可修正,從而獲得精確的頻譜。突變較慢的貝塞爾濾波器在時域具有好得多的信號特性,無需修正,但不能完全抑制混疊。
示波器作為數字化儀使用
最快的示波器和數字化儀通常都采用并行的閃速轉換器和8位的分辨率。8位或256級數字化足夠表達一個比較平滑和容易了解的波形顯示。因此,為何不用DSO作為數字化儀,特別對于高速信號,兩種儀器都難以獲得8位以上的分辨率。
事實上,這樣做的結果是滿意的,但是也有例外。示波器是非連續采集儀器而數字化儀可以不是那樣。示波器捕獲信號后再捕獲更多信號之前要有地方放置數據,除非采用類似電視幀速率的連續波形采集把數據存人像素映像。這樣的采集和等效顯示率很高,但數據格式使進一步的外部分析數據量非常巨大。
除上述特殊處理外,示波器只能以很低速度連續采集和顯示信號。數字化儀可獲得連續的100MS/s或更高的吞吐率,只受存儲器總線速度的限制。例如一種PCI總線的數字化插卡,數據傳輸率達到100MB/s,PCI總線可工作至66MS/s(132MB/s)。
示波器的吞吐率受較慢、低的I/O能力的數據處理速度的限制。速度較慢的數字化儀和數據記錄器可將數據直接寫人硬盤,存檔幾GB的數據,而示波器一般最高只有16MB。如果從另一方面看數據傳輸率,許多應用只需要捕捉偶發性數據,但這些突發信號可能很接近。這時快速地傳輸數據記錄就十分重要,這類信號有高重復脈沖頻率(PRF)的掃描雷達、時間分辨的超聲聲納、飛行時間的質譜儀、以及核子計數等應用。
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