示波器是一種電子測量儀器，主要針對于各種電信號的測量，被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、電子、電力、醫(yī)學、科研、軍事等領(lǐng)域當中。今天小編主要來為大家介紹一下高頻信號采集中示波器的使用情況吧，希望可以幫助大家更加了解示波器的使用。

1 高頻信號的采集

當要對一個高頻信號(比如高達100MHz的雷達波形)進行采集和處理的時候。通常會設(shè)計一個高速或者超高速硬件采集電路，包括放大部分、濾波部分;A/D和D/A轉(zhuǎn)換部分等，這種電路的要求非常高，要求邊采集邊存儲，電路速度高，而且要考慮各種輻射干擾等，同時，目前市場上成品價格很難承受。并且根據(jù)采樣定理，一個最高頻率為/的連續(xù)信號，完全可以用時間上相隔了=1/2f的一系列離散采樣值來表示。所以采樣頻率F應(yīng)等于或大于被采樣信號的最高頻率f的2倍，即F≥2f?？紤]到實際恢復(fù)波形的低通濾波器不可能具有完全理想的特性，為了正確恢復(fù)信號，通常取9=(2.5-5)f或更高。當采樣的信號高達100MHz時，就應(yīng)該達到500MHz的采樣率。

2 示波器與計算機的通信

Tektronix公司的TDS系列數(shù)字實時示波器早已經(jīng)在各處得到廣泛應(yīng)用，并且其配套的擴展模塊TDS2CM和TDS2MM模塊具有與外部設(shè)備雙向通訊的功能，可直接與打印機、微機連接，使波形的存儲打印等工作變得十分方便。其中TDS220數(shù)字示波器擁有100MHZ的帶寬，以10 倍的掃描方式，達到1GS/s的采樣率。當配套的TDS2CM模塊采用RS232電纜用串口通信與計算機連接后，利用相應(yīng)軟件(如Matlab等)可以對示波器的數(shù)據(jù)、波形直接進行讀取、處理。因此可以采用數(shù)字示波器與PC機間的通訊，在數(shù)字信號處理方面，此時數(shù)字示波器相當于一個高速信號采集器，他把數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，配合Matlab，能實現(xiàn)對高頻信號的采集與處理，而且與一般意義上的硬件處理器相比沒有了A/D和D/A轉(zhuǎn)換過程，是處理的精度和速度都有了明顯的提高，而且價格上示波器配套模塊TDSCM2模塊也比相應(yīng)功能的硬件處理器便宜不少。

3 優(yōu)缺點

數(shù)字示波器與PC機的通訊不僅具有一般臺式數(shù)字存儲示波器的功能，而且充分發(fā)揮了計算機強大的功能和軟件設(shè)計的靈活性，他具有4個顯著特征：

(1)采用編程語言Matlab和面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，軟件開發(fā)效率高，可操作性和可維護性好;

(2)為數(shù)字存儲示波器增加了頻域分析功能;

(3)充分利用了計算機的存儲與外設(shè)連接的能力，測量結(jié)果和波形可直接打印輸出或通過網(wǎng)絡(luò)共享;

(4)在相同硬件條件下，可以通過修改或增加軟件模塊，形成新的儀器功能。

由于要用到示波器，計算機以及RS232的連接，沒有單個硬件電路簡單明了，是其不足之處。

4 應(yīng)用情況

通信原理Matlab是美國Math Works公司推出的一種以矩陣為基本編程單位的高效數(shù)值計算語言，是一個集科學計算、圖像處理、聲音處理于一體的高度集成系統(tǒng)。他具有強大的數(shù)值計算功能，其中的Instrument Control Toolbox提供對GPIB，RS-232，VXI，Centronics等端口進行控制的功能。當用Matlab軟件通過RS232與TDS2CM模塊串口連接可以實現(xiàn)示波器與計算機之間的數(shù)據(jù)通訊，同時利用Matlab數(shù)值處理、矩陣運算功能對示波器記錄的波形數(shù)據(jù)進行各種分析和處理。

Matlab通過調(diào)用M文件函數(shù)來創(chuàng)建設(shè)備對象，得到設(shè)備的文件句柄，這樣可以像操作文件一樣操作設(shè)備，對外設(shè)進行相關(guān)的讀寫。當直接通過RS232進行硬件通信控制時，示波器通過DCD(載波檢測)，CTS(清除發(fā)送)，RI(振鈴提示)3個控制信號表示當前狀態(tài)，用RTS(請求發(fā)送)發(fā)送數(shù)據(jù)。