产生原因

基本原理

基本方法

产生原因

有两种基本的数字化采样方式: 实时采样(real- time sampling)与等效采样(equivalent time sampling)。实时采样对波形逐点采集, 可以实时显示输入信号的波形, 因此适用于任何形式的信号波形, 重复或者不重复的, 单次的或者连续的。由于所采集的样点是按时间顺序的, 因而易于实现波形的显示功能; 实时采样的主要缺点是时间分辨率较差。每个样点的采样、量化、存储必须在小于采样间隔的时间内完成。根据Nyquist 采样定理为能够完成的重建波形采样频率至少应为信号最高频率的2倍, 因此对实时采样提出了更高的要求。鉴于此出现了等效采样技术。等效采样技术可以实现很高的数字化转换速率。其基本原理就是通过多次触发, 多次采样而获得并重建信号波形。前提是信号必须是重复的。等效采样通过多次采样, 把在信号的不同周期中采样得到的数据进行重组, 从而能够重建原始的信号波形。

基本原理

采样一个点所需间隔的周期数=等效采样的速率/被测信号的频率。即等效采样的基本原理是把高频、快速信号变成低频、慢速重复信号。一般在重复信号的每个周期或相隔几个周期取一个样,而每个取样点分别取自每个输入信号波形不同的位置上,若干个取样点成为一个周期, 可以组成类似于原信号的一个周期的波形, 但是周期拉长了。

基本方法

等效采样的方法:随机等效采样和连续等效采样。连续等效采样在每个触发捕获一个样值, 而不依赖于时间/ 格的设置和扫描速度, 每发现一个触发经过一个虽然很短却明确的延迟(deltat), 就获得样值。当发生下一次触发时, 延迟增加一段小的增量Δt。这个增量就是等效采样的周期。数字转换器则又采下一个样值。该过程重复多次,“deltat”不断增加到前一个捕获量中, 直到时间窗口填满。随机等效采样采用内部的时钟, 它与输入信号和信号触发的时钟不同步, 样值连续不断的获得, 而且独立于触发位置。通过记录采样数据与触发位置的时间差来确定采样点在信号中的位置来重建波形。这就产生了准确测量与采样触发点相关的位置的问题。这是随机等效采样的难题之一。尽管采样在时间上是连续的, 但是相对于触发器则是随机的, 由此产生了“ 随机”等效时间采样的说法。