数字化仪与示波器的区别是什么

文章出处：网责任编辑：作者：人气：-发表时间：2016-01-14 11:01:00

什么时候数字化仪可以当做示波器使用，还有带示波功能的数字化仪和无示波功能的数字化仪有什么区别呢？

这是个有趣且实用的问题，让我们从示波器的定义开始-“一款用来测量变化电压的电子器具。它获取一系列电压波形并在屏幕上演示出来。”

带有合适软件的数字化仪可以实现示波器的功能。可以抓取电压信号波形并在屏幕上展示。大的不同是示波器通常为带有单独显示屏的单机设备。而数字化仪是个系统组件，采集和存储电压波形并带有辅助软件，在屏幕上展示数据。所以结果是，一款数字化仪可以被用作示波器，这又产生了两个问题。

为什么要用数字化仪来代替示波器？

数字化仪的哪些特点使其能够代替示波器？

Spectrum的PCIe和LXI数字化仪集成了
必要的软硬件功能来实现示波功能

首先，数字化仪支持更多的输入通道，数字化仪单板多支持16通道（或更多），如Spectrum公司利用Star-hub可以将16块卡结合到一起可实现256通道的输入。相比于通常少于8通道的示波器，这是数字化仪的主要优势。

为什么要用数字化仪来代替示波器？

数字化仪以小型规格的形势提供多个通道，对比8个通道的数字化仪与8通道示波器，你会发现，数字化仪是如此的小，直接插到PC的PCIe插槽中就能使用。数字化仪的另一个比较优势就是，相同通道数下的低功耗。

另一个优势是多个分辨率可供选择。示波器大可提供8到12位的分辨率而快速数字化仪可提供8到16位的分辨率。由于分辨率取决于带宽的关系，比较仪器时都是在相同带宽的前提下。

如果你想把高吞吐量的数据传到PC进行处理，那么数字化仪是佳的选择。PClex8总线接口如（Spectrum M4i）系列数字化仪能够以3.4GB/s的速度通过PCIe总线传输数据，而示波器通常使用传输速度相对较慢接口，如USB,LAN。这使得来自数字化仪的数据可用空间远远大于来自于示波器的数据。所以需要进行定制信号处理和数据分析时，数字化仪就是仪器的好选择。

另一方方面，如果需要远程测量，Spectrum的digitizerNETBOX提供LXI控制和数据传输功能，使得这款数字化仪放置于离测试现场很远的位置。如果需要观看数据和控制仪器在一个安全房，办公室，或者具备LAN的公司其他地点，这款设备都是极其合适的。

数字化仪一款可扩展的系统组件。可轻易增加通道数量和加强数字化系统配置。可更改或增加板卡的数量，可更改可用带宽，采样率，记录长度。对比示波器，数字化仪是一种具有相对固定配置的工具。

数字化仪的优势	示波器的优势
购你所需-每系统1到多个通道，可扩充。	可选的总带宽更高（需额外付费）
固定带宽时，更高的采样精度可选	展示和控制交互效果更好（触屏，前面板控制）
小巧、坚固，低能耗工具	大量的兼容探针
高速数据吞吐能力	大量内置工具和分析技术可选（需额外付费）
每通道价格低
定制化工具和分析功能（用户可编程和第三方软件使用）

表1：数字化仪和示波器的优势对比

数字化仪的哪些性能使其能够代替示波器？

现在有数百种不同数字化仪模块和配置可供选择。当你确定了通道数和带宽的基本问题，选择一款数字化仪代替示波器就变的十分简单。

首先要看采样率，是固定的还是可选的？示波器的采样率是可选的，能够观测不同频率的信号。数字化仪代替示波器时，也应具备相同的特征。通常，采样率应为带有快速边沿的精确数字化波形带宽的4到5倍。Spectrum 数字化仪提供可编程的锁相环（PLL）。另外，当需要利用其他的信号源驱动或同步采样率时，可使用外部时钟或外部比较时钟。

在不降低采样率的情况下，采集通道内存决定了长记录时间，如Spectrum的M4i系列数字化仪多可提供4GSamples的标准内存。这大约是一个高端示波器大内存的4倍。这意味着数字化仪在无需降低采样率的条件下，能够记录更长时间的波形信息，而降低采样率会导致宝贵的时间分辨率损失。

将数字化仪当做示波器使用也需要有个可变的前端配置。Spectrum的M4i.44xx系列14位、16位数字化仪可提供50欧姆和1欧姆的带缓冲输入和50欧姆信号完全输入路径。两种路径都提供像示波器那样的多种输入范围。

示波器能够提供实时、分段的采集模式。顺序模式能够分段使用采集内存，并且多个事件能被捕获，同时降低采集的停滞时间（每个事件之间的重启时间）。数字化仪通常能提供许多不同的采集模式。Spectrum的M4i系列数字化仪可提供环形缓冲模式（与示波器的实时采样相同）FIFO或数据流模式，多倍记录模式(分段模式)，门采样，ABA模式。多采集模式的特点是实现一个快速的重启时间。Spectrum M4i.22xx 8位数字化仪重启时间只有80个采样间隔（i.e.16ns在5GS/s时），这个时间短于大多数示波器的1us重启时间。这些不同的采样模式能够使用户在不同的应用时通过配置数字化仪来充分利用采样内存。

带有外部时间的触发同步数据采集，有效的使用数字化仪非常灵活运用设备的触发功能，基于信号斜率和电平的边沿触发时大多说数字化仪的标准方式，也有一些是门触发模式。触发源可以为采集通道输入和多种外部触发输入。理论上，将为灵活的输入触发方式与极短的重启时间结合到一起，将会产生优的触发状态。

数字化仪的核心优势之一是将数据快速传入计算进行分析和处理的能力，FIFO模式下，数字化仪实现在数字化仪缓冲内存和PC内存之间连续数据传输。集成了的PCI Expressx8 Gen2接口数据传输速度可达3.4GB/s,而大多数示波器使用的是LXI或USB接口，相比于PCIe,其将数据传输到计算机的速度是非常慢的。将数字化仪的数据流能力与一个快速存储系统结合（如一个基于RAID磁盘驱动器单元），使得数字化仪能后应用到需要存储长时不间断波形记录的工程中，系统能够轻松实现数小时甚至数天的连续记录。

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