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数字示波器设计及相应知识点

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脑图

数字示波器设计及相应知识点

示波器背景和被测对象

功能

主要分类

基本应用

波形观察、基本参数测量

电路诊断、异常信号捕获

高级分析

数学运算（加减、积分、微分、FFT、滤波、用户自定义功能)

时钟恢复及眼图显测试、高级抖动分析与测量

串行通信信号的捕捉与解码（I2C、SPI、CAN、USB等）

超宽带信号的调制域分析（UWB、雷达）

标准数字总线和接口的一致性测试

USB2.0/USB3.0、PCI

电信号

幅度

频率

波形

正弦波

方波/矩形波

三角波/锯齿波

脉冲

复合波

时钟信号和数据信号频谱的差异

伪随机扩展频谱

PWM信号的频谱

时钟信号和数据信号的5次谐波点幅度

硬件结构

信号调理

采集和存储

触发

死区时间

捕获感兴趣的信号

软件处理

波形重建

Sinc内插或线性内插

FFT

参数测量

点连接

信号保真度和波形重建

影响保真度的因素

探头连接部分带宽

探头带宽

探头输入阻抗

电容

电感

示波器带宽和频响

示波器采样率

体系结构及其带宽和频响

继电器切换

模拟开关

-3dB带宽的概念

ADC的采样和波形重建

频谱搬移

奈奎斯特定理

采样频率与模拟信号带宽的关系

抖动测量本底和本底噪声

高带宽的时候考虑、DIY项目中可以不考虑

抖动测量本底

固有抖动

抖动测量本底

长期抖动

抖动验证

示波器的本底噪声

本地噪声

噪声的定义和测量

测量噪声峰峰值

使用探头测量噪声

在噪声条件下进行测量

观察“胖”波形

ADC的性能指标和数字示波器有效位ENOB指标

ADC的性能指标

静态指标

差分非线性DNL

积分非线性INL

偏移误差Offset Error

满量程增益误差

动态指标

总谐波失真THD

信号对噪声及失真 - SINAD

有效位数ENOB

信噪比SNR

无杂散动态范围SFDR

有效位指标

对于GHz级别带宽的示波器使用

ENOB的定义和测量

提高ENOB的方法

带宽限制滤波器

对重复性或低频信号使用平均或高分辨率的采集模式

波形更新速率及处理技术

波形捕获的概念

死区的存在

数字荧光示波器DPO

MegaZoom

显示存储

波形复现

存储控制

采集存储器

使用FPGA

MegaZoom软核

波形参数计算

协议触发

译码

协议分析

实时协议触发

快速协议译码

FFT

频谱触发

频谱监测

异常频谱捕获

频谱仪

触发技术

触发的作用

捕获感兴趣的波形信号

确定时间参考零点，稳定显示波形

简单工作原理

触发释抑

触发类型

边沿触发

边沿再边沿触发

边沿转换时间触发

毛刺触发

码型和状态触发

脉冲宽度触发

矮电平触发

重建时间和保持时间触发

超时触发

窗口触发

视频触发

条件限定触发

串行和协议触发

多级触发

波形参数测量、数学运算、直方图分析和FFT变换

测量简介

电压参数/幅度

幅度

峰峰值

最大值

最小值

过冲

有效值

时间参数

上升时间

下降时间

周期/频率

脉冲宽度

占空比

时间差

建立时间/保持时间

眼图参数

交叉百分比

占空比失真

眼高、眼宽、抖动等

波形测量关键点

电压和时间参数的测量

数学运算

绝对值

平均值

微分

FFT幅度

FFT相位

高通滤波

积分

反转

正负电压变换

低通滤波器

四阶贝塞尔-汤姆森低通滤波器

放大

时间轴和幅度轴同时运算

Max

Min

平滑

平方

平方根

直方图分析

FFT变换

加窗

汉宁窗

平顶窗

均匀窗/矩形窗

探头技术

探头的负载效应

阻性负载

容性负载

感性负载

探头的类型

无源探头

低阻电阻分压探头

带补偿的高阻无源探头

高压探头

有源探头

单端有源探头

差分探头

电流探头

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2022-02-23

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