首先,數(shù)字化儀支持更多的輸入通道,,數(shù)字化儀單板多支持16通道(或更多),,如Spectrum公司利用Star-hub可以將16塊卡結(jié)合到一起可實現(xiàn)256通道的輸入。相比于通常少于8通道的示波器,,這是數(shù)字化儀的主要優(yōu)勢,。
為什么要用數(shù)字化儀來代替示波器?
數(shù)字化儀以小型規(guī)格的形勢提供多個通道,,對比8個通道的數(shù)字化儀與8通道示波器,,你會發(fā)現(xiàn),數(shù)字化儀是如此的小,,直接插到PC的PCIe插槽中就能使用,。數(shù)字化儀的另一個比較優(yōu)勢就是,相同通道數(shù)下的低功耗,。
另一個優(yōu)勢是多個分辨率可供選擇,。示波器大可提供8到12位的分辨率而快速數(shù)字化儀可提供8到16位的分辨率。由于分辨率取決于帶寬的關(guān)系,,比較儀器時都是在相同帶寬的前提下,。
如果你想把高吞吐量的數(shù)據(jù)傳到PC進(jìn)行處理,那么數(shù)字化儀是佳的選擇,。PClex8總線接口如(Spectrum M4i)系列數(shù)字化儀能夠以3.4GB/s的速度通過PCIe總線傳輸數(shù)據(jù),,而示波器通常使用傳輸速度相對較慢接口,如USB,LAN,。這使得來自數(shù)字化儀的數(shù)據(jù)可用空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于來自于示波器的數(shù)據(jù),。所以需要進(jìn)行定制信號處理和數(shù)據(jù)分析時,數(shù)字化儀就是儀器的好選擇,。
另一方方面,,如果需要遠(yuǎn)程測量,,Spectrum的digitizerNETBOX提供LXI控制和數(shù)據(jù)傳輸功能,使得這款數(shù)字化儀放置于離測試現(xiàn)場很遠(yuǎn)的位置,。如果需要觀看數(shù)據(jù)和控制儀器在一個安全房,,辦公室,或者具備LAN的公司其他地點,,這款設(shè)備都是極其合適的,。
數(shù)字化儀一款可擴(kuò)展的系統(tǒng)組件??奢p易增加通道數(shù)量和加強(qiáng)數(shù)字化系統(tǒng)配置,。可更改或增加板卡的數(shù)量,,可更改可用帶寬,,采樣率,記錄長度,。對比示波器,,數(shù)字化儀是一種具有相對固定配置的工具。
表1:數(shù)字化儀和示波器的優(yōu)勢對比
數(shù)字化儀的哪些性能使其能夠代替示波器,?
現(xiàn)在有數(shù)百種不同數(shù)字化儀模塊和配置可供選擇,。當(dāng)你確定了通道數(shù)和帶寬的基本問題,選擇一款數(shù)字化儀代替示波器就變的十分簡單,。
首先要看采樣率,,是固定的還是可選的?示波器的采樣率是可選的,,能夠觀測不同頻率的信號,。數(shù)字化儀代替示波器時,也應(yīng)具備相同的特征,。通常,,采樣率應(yīng)為帶有快速邊沿的精確數(shù)字化波形帶寬的4到5倍。Spectrum 數(shù)字化儀提供可編程的鎖相環(huán)(PLL),。另外,,當(dāng)需要利用其他的信號源驅(qū)動或同步采樣率時,可使用外部時鐘或外部比較時鐘,。
在不降低采樣率的情況下,,采集通道內(nèi)存決定了長記錄時間,如Spectrum的M4i系列數(shù)字化儀多可提供4GSamples的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存,。這大約是一個高端示波器大內(nèi)存的4倍,。這意味著數(shù)字化儀在無需降低采樣率的條件下,能夠記錄更長時間的波形信息,,而降低采樣率會導(dǎo)致寶貴的時間分辨率損失,。
將數(shù)字化儀當(dāng)做示波器使用也需要有個可變的前端配置,。Spectrum的M4i.44xx系列14位、16位數(shù)字化儀可提供50歐姆和1歐姆的帶緩沖輸入和50歐姆信號完全輸入路徑,。兩種路徑都提供像示波器那樣的多種輸入范圍,。
示波器能夠提供實時、分段的采集模式,。順序模式能夠分段使用采集內(nèi)存,,并且多個事件能被捕獲,,同時降低采集的停滯時間(每個事件之間的重啟時間),。數(shù)字化儀通常能提供許多不同的采集模式。Spectrum的M4i系列數(shù)字化儀可提供環(huán)形緩沖模式(與示波器的實時采樣相同)FIFO或數(shù)據(jù)流模式,,多倍記錄模式(分段模式),,門采樣,ABA模式,。多采集模式的特點是實現(xiàn)一個快速的重啟時間,。Spectrum M4i.22xx 8位數(shù)字化儀重啟時間只有80個采樣間隔(i.e.16ns在5GS/s時),這個時間短于大多數(shù)示波器的1us重啟時間,。這些不同的采樣模式能夠使用戶在不同的應(yīng)用時通過配置數(shù)字化儀來充分利用采樣內(nèi)存,。
帶有外部時間的觸發(fā)同步數(shù)據(jù)采集,有效的使用數(shù)字化儀非常靈活運(yùn)用設(shè)備的觸發(fā)功能,,基于信號斜率和電平的邊沿觸發(fā)時大多說數(shù)字化儀的標(biāo)準(zhǔn)方式,,也有一些是門觸發(fā)模式。觸發(fā)源可以為采集通道輸入和多種外部觸發(fā)輸入,。理論上,,將為靈活的輸入觸發(fā)方式與極短的重啟時間結(jié)合到一起,將會產(chǎn)生優(yōu)的觸發(fā)狀態(tài),。
數(shù)字化儀的核心優(yōu)勢之一是將數(shù)據(jù)快速傳入計算進(jìn)行分析和處理的能力,,F(xiàn)IFO模式下,數(shù)字化儀實現(xiàn)在數(shù)字化儀緩沖內(nèi)存和PC內(nèi)存之間連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸,。集成了的PCI Expressx8 Gen2接口數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)3.4GB/s,而大多數(shù)示波器使用的是LXI或USB接口,,相比于PCIe,其將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)的速度是非常慢的。將數(shù)字化儀的數(shù)據(jù)流能力與一個快速存儲系統(tǒng)結(jié)合(如一個基于RAID磁盤驅(qū)動器單元),,使得數(shù)字化儀能后應(yīng)用到需要存儲長時不間斷波形記錄的工程中,,系統(tǒng)能夠輕松實現(xiàn)數(shù)小時甚至數(shù)天的連續(xù)記錄。
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