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PC示波器与传统台式示波器的差异及比较优势

发布时间:2017-10-17    浏览次数:389

      电子产品的发展日新月异,尤其是消费电子产品如智能手机,更新换代之快更是令人目不暇接,几个月就可能有一款新产品上市。而测试测量仪器从外形、使用方法上多年来还基本保持其一贯的风格,以集成有屏幕、操作面板和处理器的传统的台式机器为主。电子行业最基础的测试测量设备——示波器,数年来也持续追求高带宽、高精度、多通道等最新技术。而随着外部接口信号速度的进一步提升,如USB3.0的传输速度可达5Gbps/s,USB3.1的传输速度可达10Gbps/s,以及电子产品的发展趋势如传统大哥大到智能手机的转变蕴含了从大而功能简单到紧凑而功能强大的发展思路,传统台式仪器的演变似乎也有了新的趋势,如近来泰克就发布了基于PC(USB)的频谱仪和网络分析仪,而基于PC测试仪器尤其是基于PC的实时示波器和采样示波器的开创鼻祖当属来自英国女皇奖企业英国比克科技(Pico Technology),其致力于PC测试仪器的研发和生产已有26年的历史。本文将介绍PC示波器与传统台式示波器的差异及PC示波器及PicoScopes有哪些具体的优势。

一、传统台式示波器与PC(USB)示波器的原理架构

      下图1所示为传统台式示波器的原理框图,主要包含有四个功能模块:采集、显示、测量与分析以及存档。其中采集模块包含了示波器中最为关键的几个核心部件:前端模拟放大器、模数转换器ADC、采集存储器,这几个部件也决定了数字示波器的几大核心指标:模拟带宽、采样率和存储深度,近年来ADC的分辨率位数也越来越受到重视,逐渐成为了各示波器厂家所追求的另一大产品核心指标,目前主要的示波器厂家都发布了其10bit或者更高精度ADC的示波器。除了采集模块外,传统台式示波器的另外三大模块主要是由仪器

      中集成的PC(即电脑)完成的。所以一台传统的台式示波器内部其实有两块核心电路板,其一是采集板,其二是电脑主板,采集板上集成了示波器的关键芯片,也是最为昂贵的部分,电脑主板就是传统的个人电脑定制化后而成的。在传统的台式示波器中,采集板和电脑板通常是通过PCI或者PCIE总线进行互连和数据传输的。在实际应用中,有时候用户发现示波器的屏幕上无法显示采集到的信号,而显示固定的类似仿真的波形,这样的故障通常就是采集板与电脑主板之间的数据线连接问题或者采集板损坏导致的。采集板采集到数据后通过总线传输给电脑主板进行显示、测量与分析以及存档。

      PC示波器本质上就是图1框图中的采集部分,也就是说PC示波器将示波器中最为核心的部分剥离了出来,形成一个独立的设备,与外部的PC配合使用,通过USB总线接口在PC示波器和外部PC之间传输数据,如图2所示。这样做的好处是可以将传统台式示波器的核心部件做得更加紧凑,在有限的空间里实现更加强大的性能,使得示波器的各项指标也可以做得更加优秀;同时,外部的PC配置相较于传统的台式示波器尤其是便携式台式示波器会更加强大,这就使得PC仪器看上去非常小巧紧凑,然而功能上却更加智能和强大,相较于传统的台式示波器能够做得更多、更好和更加便宜。

1、小巧,口袋型尺寸,USB供电

PC示波器非常小巧,只有手掌或者口袋尺寸大小,所以非常方便携带,而且可直接由USB接口进行供电,所以PC示波器是出差使用和外场测试的最理想选择。

2、更大和更高分辨率的显示器

因为PC示波器是需要和外部电脑配合使用的,而当前的个人电脑已经相当普及,性能已经相当强大,用户很容易就能够为PC示波器配置一台带有大显示屏和高分辨率显示屏的电脑,而且可以根据需要灵活选择外部的电脑。而当前传统台式示波器尤其是传统便携式台式示波器通常只配有10.4inch~12.1inch左右的显示屏。一台大的显示器有助于从多种角度观察和分析信号,如可同时清晰的显示一个信号的时域波形、频谱波形、逻辑波形、局部放大细节、解码信息或多个波形在多栅格中同时显示等,如图3所示。

3、可借助于最新最强大的PC处理器

传统的高带宽台式示波器通常体积比较大,其中的一个原因是其配置了更高性能的PC以获得更加强大的处理能力。而传统的便携式台式示波器为了追求更小的尺寸和便携性,使用了性能相对较差的嵌入式处理系统,所以功能会相对简单。PC示波器可以借助最新最强大的外部PC,从而兼得了便携特性和高性能示波器才具备的强大功能,而且价格要便宜得多。

4、更好的连接性

因为使用PC示波器时,所有的操作是在用户的电脑上完成的,所以所有的测试结果、保存的数据、图片、设置等信息都在电脑上,避免了过去使用传统台式示波器还需要通过U盘等工具将测试结果导到个人电脑上进行进一步分析和报告的撰写,节省了时间,提升了效率。

5、更好的升级性能

PC示波器可以非常容易的通过升级外接的PC电脑实现性能的升级,也可以通过升级应用软件实现功能的提升。

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