示波器使用实验报告(示波器使用实验报告)

在昨天的博文《用数字示波器DS6104测量交流信号的幅度和相位》[1]中，对示波器测量正弦交流信号的幅度和相位进行了分析和实验研究。然而，测量的幅度和相位结果的误差随示波器的时基而变化。是博文第二部分分析的理论误差造成的，还是示波器本身的同步、AD数字精度、数据处理窗口造成的？

这个问题可以通过计算机模拟实验和模拟采集过程来验证。

01数据生成和计算方法

在实验中，根据DS6104示波器的参数，对采集的数据做一些假设:数据点的个数，100个数据采样点对应的时基。信号的频率和相位。的数据中心对应时间t=0，相当于信号触发同步的时间点，位于示波器的中心。

生成数据的Python语句如下:ts=0.5ms对应的数据波形如下。

▲设置TS = 0.5 ms时对应的数据波形。

利用Bowen [1]中用数字示波器DS6104测量交流信号的幅度和相位中的计算方法计算信号的有效值和相位。

实测信号有效值和相位为:

E = 0.7071067811865476，θ=-1.0150610510858574 e-17

02采集位数对计算精度的影响

在示波器中，数据采集位数是8位。在下文中，收集数据的位数分别为1至16，以验证收集数据的位数对测量的影响。

位有效值相位有效值误差1 0.7821 0.0000 0.0750 2 0.7372 0.0000 0.0301 3 0.7189 0.0000 0.0118 4 0.7076 0.0000 0.0005 5 5 0.7075 0.0000 0 0.0004 6 0.7078 0.0000 0 7 0.707071 0.0000 -0.0000 14 0.7071 0.0000 0.0000 15 0.7071 0.0000 -0.0000 16 0.7071 0.0000 0.0000

▲采集数字和振幅计算误差

▲不同采样位数下对应的采集波形

时基对误差的影响

在下面的仿真中，量化比特被收集。时间基数从30us到5000us，采集200个实验点。

1.不添加窗口时的相应错误

▲不同时基采样对应的波形

▲不同时基对应的计算误差，量化位=8

通过实验可以验证，如果取消量化过程，所获得的测量误差(幅度和相位)与量化位数等于8时所获得的测量误差几乎相同。

对比在 使用数字示波器DS6104测量交流信号的幅值和相位[1] 中时基使用示波器测量的结果，可以看到，在ts