Virtins Sound Card Instrument Manual

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隙翔宿
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2 目录 1 安装及快速上手指南系统组成安装 MULTI-INSTRUMENT 软件安装硬件驱动程序安装步骤安装验证启动 MULTI-INSTRUMENT 软件调零探头校准硬重置独有特性示波器的基于硬件 DSP 的位分辨率增强示波器的普通帧模式记录模式和滚动模式示波器的数字触发和触发频率抑制示波器的余辉模式外触发信号输入通道作为数字输入通道频谱分析仪的抗混滤波器信号发生器的 DDS 和数据流模式信号发生器的 DDS 插值算法数据采集和数据输出可同时进行校准和重新校准可升级的软件固件和基于硬件的 DSP 算法非例行应用频率响应测试失真噪声电平和窜扰测量测量派生量一些预配的测试的参数设置性能指标 VT DSO-2A10E 硬件性能指标 P6060 示波器探头硬件性能指标 MULTI-INSTRUMENT 软件性能指标二次开发接口指标 MULTI-INSTRUMENT 软件使用许可证信息软件使用许可证类别软件使用许可证升级同级软件升级 MULTI-INSTRUMENT 软件的扩展使用测试实例安全指示产品质保免责声明版权所有 2017

1 安装及快速上手指南这是一款由 ( ) 设计和研发的第二代 USB 虚拟示波器它内置了独创的基于硬件的 DSP( 数字信号处理 ) 算法, 在不增加硬件成本的前提下, 大大地提高了产品的性能和功能它与 Multi-Instrument ( 万用仪 ) 软件配合后, 可将任何一台台式电脑手提电脑或平板电脑转变为威力强大的示波器频谱分析仪万用表数据记录仪和信号发生器等仪器,

3 1 安装及快速上手指南这是一款由 ( ) 设计和研发的第二代 USB 虚拟示波器它内置了独创的基于硬件的 DSP( 数字信号处理 ) 算法, 在不增加硬件成本的前提下, 大大地提高了产品的性能和功能它与 Multi-Instrument ( 万用仪 ) 软件配合后, 可将任何一台台式电脑手提电脑或平板电脑转变为威力强大的示波器频谱分析仪万用表数据记录仪和信号发生器等仪器, 所有仪器可同时运行 1.1 系统组成一套标准的 VT DSO-2A10E 系统包括以下部件 : 1) VT DSO 硬件单元, 并带有与此硬件捆绑的一个 Multi-Instrument( 万用仪 ) 标准版软件使用许可证 2) 2 60MHz 示波器探头 P2060 ( 旧标签 :P6060), 带两个衰减档位 : 1, 10 3) 信号发生器测试导线 (1 m) 3 版权所有 2017

4 4) USB 电缆 (1.5 m) 5) CD ( 包含经加密的 Multi-Instrument 软件和 VT DSO 驱动程序 ) 1.2 安装 Multi-Instrument 软件插入安装 CD, 然后按照屏幕提示安装 Multi-Instrument( 万用仪 ) 软件 1.3 安装硬件驱动程序安装步骤所提供的 USB 电缆的一端是一个 USB A 型连接头, 而另一端是一个 USB B 型连接头 A 型连接头应该连接到电脑的一个 USB 端口上, 而 B 型连接头应该连接到 DSO 上 4 版权所有 2017

对于某些电脑, 一个 USB 端口可能不足以提供 DSO 所需要的全部功率在这种情况下, 可使用一端有两个 USB A 型连接头 ( 一个黑色, 另一个红色 ) 而另一端是一个 USB B 型连接头的 USB 电缆黑色的 A 型连接头应该连接到电脑的一个 USB 端口上, 而 B 型连接头应该连接到 DSO 单元若黑色的 A 型连接头所连的 USB 端口不足以驱动 DSO 单元,

5 对于某些电脑, 一个 USB 端口可能不足以提供 DSO 所需要的全部功率在这种情况下, 可使用一端有两个 USB A 型连接头 ( 一个黑色, 另一个红色 ) 而另一端是一个 USB B 型连接头的 USB 电缆黑色的 A 型连接头应该连接到电脑的一个 USB 端口上, 而 B 型连接头应该连接到 DSO 单元若黑色的 A 型连接头所连的 USB 端口不足以驱动 DSO 单元, 则可将红色的 A 型连接头连接到电脑的另一个 USB 端口上从 Multi-Instrument( 万用仪 )3.6 起, 在软件安装过程中, 无论是否连接有 VT DSO 硬件, 都将自动安装 VT DSO 的硬件驱动程序因此下面介绍的硬件驱动程序安装步骤主要用于手动安装或故障诊断对于 Windows XP(Vista 类似 ) 1) 等待找到新的硬件向导对话框弹出, 然后选择从列表或指定位置安装 ( 高级 ) 并点击下一步 2) 选择在这些位置上搜索最佳驱动程序并点击浏览, 然后找到驱动程序所在处并选择驱动程序驱动程序位于 Multi-Instrument 的安装目录 \Drivers\VTUSB3\32bit 或 64bit( 视 Windows 版本而定 ) 然后选择下一步 5 版权所有 2017

控制面板下的设备管理器来手动安装从 Windows 8 的 Metro 开始画面通过 [Charm Bar]>[ 设置 ]>[ 控制面板 ]>[ 硬件和声音 ]>[

8 For Windows 8 (Windows 7 类似 ): 1) 如果连接有互连网,Windows 8 将自动连接到 Windows Update 网站, 搜寻与设备相匹配的驱动程序屏幕将弹出以下窗口, 点击关闭或等它找不到驱动程序后自动关闭 2) 本 DSO 的驱动程序必须通过 Windows 控制面板下的设备管理器来手动安装从 Windows 8 的 Metro 开始画面通过 [Charm Bar]>[ 设置 ]>[ 控制面板 ]>[ 硬件和声音 ]>[ 设备管理器 ] 可打开设备管理器在设备管理器的其它设备栏下, 将显示一个带有黄色警告符的未知设备, 该设备的驱动程序尚未安装右击该未知设备, 然后在弹出菜单上选更新设备驱动程序软件 8 版权所有 2017

$Instrument 的安装目录 \Drivers\VTUSB3\32bit 或$

$驱动程序在 CD 的 Drivers\VTUSB3 目录中当您安装 Multi-Instrument 软件的时候, 相应的驱动程序也将被复制到 Multi-Instrument 软件安装目录 \Drivers\VTUSB3 目录下一但驱动程序安装好后,DSO 前面板上的 LED 灯就会闪红一下注意 : 若您使用另外一个 USB 口来连接 VT DSO, 您可能需要重新安装驱动程序$

11 驱动程序在 CD 的 Drivers\VTUSB3 目录中当您安装 Multi-Instrument 软件的时候, 相应的驱动程序也将被复制到 Multi-Instrument 软件安装目录 \Drivers\VTUSB3 目录下一但驱动程序安装好后,DSO 前面板上的 LED 灯就会闪红一下注意 : 若您使用另外一个 USB 口来连接 VT DSO, 您可能需要重新安装驱动程序但在重新安装驱动程序的过程中, 并不需要插入 CD 为了避免重新安装驱动程序, 可使用固定的一个 USB 口来连接 VT DSO 安装验证安装好驱动程序后, 每次将 DSO 与电脑相连,DSO 前面板上的 LED 灯就会闪红一下您可以按下一节所介绍的步骤启动 Multi-Instrument 软件若软件启动后进入激活模式 ( 注意不能拔掉 DSO), 则表明驱动程序安装成功否则, 请在 Windows 桌面上, 通过选择 [ 开始 ]>[ 控制面板 ]>[ 系统 ]>[ 硬件 ]>[ 设备管理器 ](Windows XP, 其它 Windows 版本类似 ) 来打开 Windows 的设备管理器, 在通用串行总线控制器类别下, 您应该能看到 Virtins USB3.0 Generic Driver 若没有, 则需要重新安装硬件驱动程序 1.4 启动 Multi-Instrument 软件在 Windows 桌面上, 直接点击 MI 图标, 或选择 [ 开始 ]>[ 全部程序 ]>[Multi- Instrument]>[VIRTINS Multi-Instrument] 来启动软件启动过程中,DSO 前面板 11 版权所有 2017

12 上的 LED 灯将快速闪绿一阵若示波器部分正在运行, 则 LED 灯将变为稳定的绿色若信号发生器部分正在运行, 则 LED 灯将变为稳定的红色若示波器和信号发生器都处于运行中, 则 LED 灯将变为橙色若出现故障, 则 LED 灯将慢速闪红 1.5 调零将示波器两通道的探头尖端与探头地相连, 并将触发模式置于自动档 ( 参见上图 ), 在示波器窗口中您应当看到一条位于 0V 的水平线否则, 在示波器运行时, 您可以点击工具条上的和按钮, 并选择 Yes 来通过软件补偿将两通道调零您可能需要在每次改变采样参数后, 重复此调零操作若您选择了 No, 则软件调零补偿将不起作用对于支持硬件调零的 DSO, 应尽量采用硬件调零 ( 将在后面介绍 ) 而避免采用软件调零若要确认软件调零补偿处于未激活状态, 请去 [ 设置 ]>[ 校准 ], 然后确保两通道的输入 DC 调零偏置的数值为零 1.6 探头校准将探头 ( 处于 10 挡 ) 连接到 DSO 所输出的用于探头校准的 1kHz 方波信号上, 并调节采样参数, 使屏幕上显示的方波波形清晰可见您也可以通过点击屏幕右上方的自动按钮来自动调节采样参数调节探头电缆尾端的补偿电容, 以使屏幕上显示的方波波形正常对于那些不含内置模拟信号发生器的 VT DSOs( 例如 :VT DSO-2810R 和 VT DSO-2820R), 探头校准信号由数字方法生成并通过一个专用电级输出 12 版权所有 2017

对于那些含有内置带宽有限 (<5MHz) 的模拟信号发生器的 VT DSOs( 例如 :VT DSO-2810 和 VT DSO-2820), 探头校准信号由数字方法生成并在信号发生器本身没有运行时通过其 BNC 口输出对于那些含有内置宽带模拟信号发生器的 VT DSOs( 例如 :VT DSO-2810E 和 VT DSO-2820E),

13 对于那些含有内置带宽有限 (<5MHz) 的模拟信号发生器的 VT DSOs( 例如 :VT DSO-2810 和 VT DSO-2820), 探头校准信号由数字方法生成并在信号发生器本身没有运行时通过其 BNC 口输出对于那些含有内置宽带模拟信号发生器的 VT DSOs( 例如 :VT DSO-2810E 和 VT DSO-2820E), 探头校准信号由模拟方法生成并在信号发生器本身没有运行时通过其 BNC 口输出探头校准输出可通过 [ 设置 ]>[ 数模转换设备 ] 来配置 ( 参考下图 ) 您可以选择输出方波或 MLS 信号当选择输出 MLS 信号时, 这里的频率指的是 MLS 发生器的时钟频率而不是输出信号的频率通常探头校准信号输出处于激活状态您可以通过取消探头校准 CAL 检查框的选择来禁止探头校准信号的输出这可以提高示波器的信噪比, 尤其在量程低于 100mV 时效果明显 1.7 硬重置将 DSO 从电脑的 USB 口上断开, 然后再重新插入电脑的 USB 口, 将硬重置 DSO 硬重置必须在 Multi-Instrument 软件关闭的情况下进行 1.8 独有特性本节将介绍的第二代 USB 虚拟示波器的一些独有特性这些特性是市面上的其他同类产品所不具备的关于更详细的操作说明, 请参考 Multi-Instrument 软件使用说明书示波器的基于硬件 DSP 的位分辨率增强基于硬件 DSP 的位分辨率增强功能是的第二代 USB 虚拟示波器所独有的功能是世界上第一个在 USB 虚拟示波器中实现此功能的公司此功能可使一个 8 位的模数转换设备, 在采样频率 ( 在这里定义为其输出样本数据的速率 ) 降低的情况下, 输出具有更高的有效位分辨率的数据理论上, 当采样频率降低到原来的二分之 13 版权所有 2017

一后, 通过某些算法可获得 ½ 位的有效位分辨率增强因此当采样频率降低到其最高采样频率的 1/2 16 时, 就能使一个 8 位的模数转换设备输出具有 16 位有效位分辨率的样本数据在采样参数工具条上的采样位数复选框中选择 16Bit 就可激活位分辨率增强功能实际能达到的有效位分辨率取决于所采用的采样频率, 最高可到 16 位请参考后一章的硬件指标即使只选择了 8Bit,

14 一后, 通过某些算法可获得 ½ 位的有效位分辨率增强因此当采样频率降低到其最高采样频率的 1/2 16 时, 就能使一个 8 位的模数转换设备输出具有 16 位有效位分辨率的样本数据在采样参数工具条上的采样位数复选框中选择 16Bit 就可激活位分辨率增强功能实际能达到的有效位分辨率取决于所采用的采样频率, 最高可到 16 位请参考后一章的硬件指标即使只选择了 8Bit, 仍然可以部分利用位分辨率增强功能为此, 可去 [ 设置 ]>[ 模数转换设备 ], 在杂项栏中, 选择有效位分辨率增强 ( 参考下图 ) 由于噪声和失真的存在, 一个 8 位的模数转换设备的有效位数 (ENOB) 总是小于 8 位的在这里选择位分辨率增强功能可使其有效位数 (ENOB) 更接近于 8 位对于一个 10 位的模数转换设备, 通常应选 16Bit 以充分利用位分辨率增强功能 8Bit 这个选项在某些情形下也是有用的, 例如在正常帧模式下需要更长的记录长度或在数据流模式下连续记录时需要更高的采样频率等以上的位分辨率增强功能是通过硬件实现的, 而通过软件也可实现此功能在采样数据从 DSO 传送到电脑后, 可对采样数据做移动平均数字滤波 ( 一种系数相同的 FIR 滤波器 ) 一个 2 点移动平均滤波器可将有效位分辨率提升 1/2 位而一个 2 16 点移动平均滤波器可将一个 8 位的模数转换设备变成 16 位的然而, 基于软件 DSP 的位分辨率增强功能跟基于硬件的相比, 有严重的副作用 ( 参考下表 ) 副作用减小信号带宽 ( 正常应为 0~½ 采样频率 ) 至原来的约 1/N 倍,N 为移动平均滤波器的点数因而损失了本来可以显示出来的信号高频细节例如 : 尖峰将被拓宽和削平, 垂直跳变变成了斜坡线等减少独立样本点数至原来的 1/N 倍,N 为移动平均滤波器的点数这是因为经过移动平均后, 相邻的样本点是相关的基于硬件 DSP 位分辨率增强没有没有基于软件 DSP 位分辨率增强有有 14 版权所有 2017

15 在帧起始部分和 / 或结束部分具有与其它部分不一致的反应, 因为不可能在那里采用与帧中间部分完全一样的移动平均滤波器没有有若要采用基于软件 DSP 的位分辨率增强功能, 右击示波器窗口中任意一点, 选择 [ 示波器处理 ]> 数字滤波 > 任意 > IIR 系数然后从 IIR 子目录中选择一个适当的移动平均滤波器系数文件当可利用基于硬件 DSP 的位分辨率增强功能时, 不建议采用基于软件 DSP 的位分辨率增强功能示波器的普通帧模式记录模式和滚动模式第二代 VT DSOs 支持普通帧模式和数据流模式数据流模式有两种 : 记录模式和滚动模式下表是这三种模式的比较普通帧模式记录模式滚动模式最高采样频率高中低不间断采样点数短 ( 受 DSO 硬件缓冲区大长 ( 受电脑硬盘空间限制 ) 中 ( 受电脑内存限制 ) 小限制 ) 触发每帧都需要触发记录的开始 ( 第一帧 ) 需要触发滚动的开始 ( 第一段 ) 需要触发在帧内数据不连续绝对不会正常情况下不会正常情况下不会在相邻帧间数据不连续很可能正常情况下不会正常情况下不会用途普通用途当采样点数超过 DSO 硬件缓冲区的限度时可采用此模式通常在示波器扫描时间较长时, 为了能实时地更新屏幕显示而采用此模式, 否则必须等到整帧数据采集完毕后, 屏幕显示才会更新当采样点数超过 DSO 硬件缓冲区的限度时也可采用此模式普通帧模式普通帧模式是最常用的示波器模式每个数据帧是被独立触发并采集的, 相邻的数据帧间可能是不连续的数据帧的长度受 DSO 硬件缓冲区大小的限制此模式的一个最主要的优点是它支持模数转换设备的最高采样频率记录模式有两种方式进入记录模式 : 在采样参数工具条上, 按动记录按钮在扫描时间复选框 ( 当点击示波器窗口中任意一点后出现在屏幕左下方 ) 中选择记录, 然后按动示波器的启停按键 ( 在屏幕的左上方 ) 15 版权所有 2017

再次点击示波器的记录或启停按键可停止记录当采样频率高时, 用于记录的硬盘文件很快就会被填满, 因此必须记住点击以上按键之一来及时停止记录在扫描时间复选框中选择除记录以外的其它扫描时间选项就能退出记录模式在记录模式下, 所采集的原始数据将连续不断地写入硬盘中并以 WAV 波形文件的格式保存同时, 数据的分析和显示仍在进行, 以保持屏幕的实时更新

并在可能的情况下采用单通道未检测到不连续的情况检测到了不连续的情况在记录过程中, 屏幕仍然会保持更新示波器帧宽可通过 [ 设置 ]>[ 显示 ]> 记录模式 > 帧宽 ( 以点数表示 ) 来设置记录过程停止后, 所记录的文件将被自动打开若文件太大, 则它将被逐帧打开, 这时以下的长波形文件浏览工具条就会弹出, 您可以利用此工具条来浏览所记录的文件 1.8.2.

16 再次点击示波器的记录或启停按键可停止记录当采样频率高时, 用于记录的硬盘文件很快就会被填满, 因此必须记住点击以上按键之一来及时停止记录在扫描时间复选框中选择除记录以外的其它扫描时间选项就能退出记录模式在记录模式下, 所采集的原始数据将连续不断地写入硬盘中并以 WAV 波形文件的格式保存同时, 数据的分析和显示仍在进行, 以保持屏幕的实时更新前一个进程被授予优先权以尽可能保证不间断的数据记录最终所记录的数据是否为连续的 ( 即 : 相邻的数据帧之间平滑相连, 没有数据丢失 ) 则由以下参数决定 : 整个系统的数据传输速度采样频率采样位数采样通道数等位于示波器波形图下的数据采集过程指示条将显示记录过程的状态若记录的数据不连续, 指示条就会被红色填充为了得到连续的数据流, 您可以降低采样频率和采样位数, 并在可能的情况下采用单通道未检测到不连续的情况检测到了不连续的情况在记录过程中, 屏幕仍然会保持更新示波器帧宽可通过 [ 设置 ]>[ 显示 ]> 记录模式 > 帧宽 ( 以点数表示 ) 来设置记录过程停止后, 所记录的文件将被自动打开若文件太大, 则它将被逐帧打开, 这时以下的长波形文件浏览工具条就会弹出, 您可以利用此工具条来浏览所记录的文件滚动模式选择采样参数工具条上的滚动选项可将示波器置于滚动模式在此模式下, 示波器的一帧被分割为很多段, 每段的长度等于滚动步长滚动步长可通过 [ 设置 ]>[ 显示 ]> 滚动模式 > 滚动步长 ( 以点数表示 ) 来设置在滚动模式下, 每当新的一段数据到来时, 示波器显示的数据将左移一个滚动步长, 而新来的数据将被添加到屏幕最右端当扫描时间较长 ( 例如超过 1s) 时, 您可以考虑采用滚动模式来 16 版权所有 2017

避免长时间地等待屏幕更新只有当扫描时间大于滚动步长的四倍时, 此滚动选项才被使能在滚动模式下, 最终所记录的数据是否为连续的 ( 即 : 相邻的数据段之间平滑相连, 没有数据丢失 ) 由以下参数决定 : 整个系统的数据传输速度采样频率采样位数采样通道数等 1.8.

17 避免长时间地等待屏幕更新只有当扫描时间大于滚动步长的四倍时, 此滚动选项才被使能在滚动模式下, 最终所记录的数据是否为连续的 ( 即 : 相邻的数据段之间平滑相连, 没有数据丢失 ) 由以下参数决定 : 整个系统的数据传输速度采样频率采样位数采样通道数等示波器的数字触发和触发频率抑制第二代 VT DSOs 采用了基于硬件的 DSP 算法来进行触发和触发频率抑制, 极大地提高了触发的稳定度和准确度, 即使在触发信号中存在较大噪声的情况下, 也能保持稳定触发数字触发第二代 VT DSOs 采用了数字触发技术, 这有别于传统的模拟触发技术这里的数字触发功能是通过硬件实现的, 它能实时地在经过模数转换后的样本数据中搜寻触发事件触发晃动是传统模拟示波器的一个重大缺陷, 它是由数据采集通路和触发信号通路之间的不匹配造成的触发晃动造成显示在屏幕上的信号波形随着屏幕更新而左右晃动数字触发能避免这种晃动, 因为触发通路和采集通路是完全重合的 Multi-Instrument 软件还具有一个特别设计的算法, 能在采样频率与信号频率之比偏低 ( 即 : 一个周期内的采样点数很少 ) 时消除波形显示的左右晃动触发频率抑制触发频率抑制可以用来滤掉触发信号中的噪音以避免误触发可选项有 : 无 ( 全通 ) HFR( 高频抑制 ) NR0~NR4( 噪声抑制 ) HN0~HNX( 高频抑制 + 噪声抑制 ) 噪声抑制有多个等级通常 0~4 级的噪声抑制滞回是固定的, 而 X 级的噪声抑制滞回可由用户通过 [ 设置 ]>[ 模数转换设备 ]> 触发频率抑制 HNX 来设定对于 HNX 级, 您可以指定是否需要引入高频抑制以及噪声抑制滞回的数值 ( 以百分比表示 ) 其它选项的详情请参考下一章硬件指标示波器的余辉模式在余辉显示模式下, 电脑内存将会保存最多 200 幅最近采集的波形曲线可用三种方式将这些波形曲线同时显示出来 : 磷光彩虹等效时间采样右击示波器窗口中任 17 版权所有 2017

18 意一点, 然后选择 [ 示波器图表选项 ]> 余辉可配置并激活余辉显示模式详情请参考 Multi-Instrument 软件使用说明书外触发信号输入通道作为数字输入通道第二代 VT DSOs 的外触发输入通道可以用作数字输入通道使用它实际上是一个阈值可调的 1 位模数转换器此通道可通过 [ 设置 ]>[ 模数转换设备 ]> 数字通道配置来设置若外触发被选为示波器的触发源, 则数字化阈值还可以通过调节示波器的触发电平来调节由于拥有两个模拟输入通道和一个数字输入通道, 本示波器可以用来进行混合信号的测量, 也可作为协议分析仪用于串行通讯频谱分析仪的抗混滤波器市面上的 USB 虚拟示波器通常都只有一个以最高采样频率设计的固定的抗混滤波器当采样频率降低时, 频谱混叠现象就会发生这会在示波器和频谱分析仪中造成测量错误第二代 VT DSOs 采用了能自适应于采样频率的抗混滤波器, 从而解决了这一难题为了最大限度地利用此特性, 应当选择 16 位的位分辨率详情请参考下一章硬件指标信号发生器的 DDS 和数据流模式第二代 VT DSOs 的信号发生器采用了独特的基于硬件的 DSP 算法, 支持 DDS( 直接数字合成 ) 和数据流模式, 能生成较为复杂的信号, 例如 : 少见于市面上 USB 信号发生器的白噪声 MLS 扫频扫幅等信号, 在数据流模式和 DDS 模式下都能生成在数据流模式下, 本软件将连续计算 ( 若必要的话 ) 输出数据, 并把这些数据连续传送到数模转换设备中以供输出数据流模式的一个优点是您可以以最小的硬件成本, 充分利用电脑软件的强大能力来生成非常复杂的信号但是, 由于受电脑软件计算速度和数据传送速度的影响, 此模式无法输出比较高的信号频率而且, 当输出采样频率高或输出信号复杂时, 此模式可能消耗过多的 CPU 时间输出的信号是否连续由以下参数决定 : 整个系统的数据传输速度采样频率采样位数采样通道数等在 DDS 模式下, 电脑只需要向数模转换设备传送输出信号的参数 ( 例如信号频率幅度波形或波形形状数据等 ), 其余的工作则由数模转换设备来完成电脑无需向数模转换设备送出具体的输出数据, 这样就大大减少了 CPU 的工作量以及 CPU 与数模转换设备之间的通讯量, 能否输出高频信号完全取决于所用的数模转换设备此模式的一个缺点是它并不支持所有的数据流模式所支持的功能下表比较了这两种不同的模式 : 数据流模式 DDS 模式最高采样频率中高给电脑 CPU 的负荷最高最低, 仅仅在启停时有功能几乎没有限制, 完全由电脑软件受限于硬件定输出信号不连续正常情况下不会发生绝对不会发生扫描速度的准确度高中 18 版权所有 2017

19 用途用于生成 DDS 模式无法生成的信号通常应采用 DDS 模式, 以利用其高采样频率, 同时减小 CPU 负荷选择或取消信号发生器面板上的 DDS 选项可选择 DDS 模式或数据流模式市面上有一些 DDS 芯片能提供一种或几种固定的波形输出, 而这里的 DDS 输出波形是完全可由用户自己定义的除了几种预定义的波形 ( 正弦方波三角波等 ) 外, 您可以通过波形库文件来配置您自己的输出波形在信号发生器面板上的波形选框中选择波形库, 然后调入所配置的波形库文件, 就将它下载到了 DSO 中波形库文件的定义可参考 Multi-Instrument 软件使用说明书信号发生器的 DDS 插值算法 DDS 数模转换设备采用一个查找表 ( 即 :DDS 缓冲区 )) 来保存要生成的信号的形状 DDS 的输出会受到查找表大小的影响, 因为查找表只能保存有限个点的数据来描述一个波形的形状当从查找表中的一个点跳到下一个点时,DDS 的输出会出现不连续的跳跃, 从而产生额外的高频噪声当输出信号的频率高时, 这种状况也许不容易观察到, 但当输出信号的频率逐步降低时, 就会变得明显起来 DDS 插值法可解决或缓解这个问题它不是将查找表中的数据直接输出, 而是动态地计算查找表中相邻两个数据之间的线性插值其效果相当于扩大了 DDS 查找表很多倍 DDS 插值功能可通过 [ 设置 ]>[ 数模转换设备 ], 然后选择 DDS 插值选项来实现数据采集和数据输出可同时进行第二代 VT DSOs 的示波器和信号发生器可同时工作您可以向被测设备 (DUT) 发出一个激励信号, 同时采集从被测设备输出的反应信号您甚至可以配置一系列的测试步骤来向被测设备发出不同的激励信号, 并分析它的不同反应详情请参考 Multi- Instrument 软件使用说明书的设备检测计划章节校准和重新校准所有的第二代 VT DSO 出厂前都按照应达到的硬件指标单独进行了校准有些型号允许用户对仪器进行重新校准若需重新校准, 请选择 [ 设置 ]>[ 校准 ]> 高级, 屏幕上将弹出以下的高级校准对话框 19 版权所有 2017

您可以校准在每个量程下的每通道的直流偏置和增益以下是在 ±1V 量程下校准 A 通道的步骤 : (1) 记录下当前的直流偏置 (Offset) 增益 (Gain, 线性 ) 增益 (Gain(dB), 对数 ), 这在各种设置被扰乱时可用来恢复系统 (2) 将通道 A 置于 DC 挡 ±1V, 16Bits, 1MHz ( 或更低, 建议 100kHz) (3) 将探头尖端与接地线相连 (4)

20 您可以校准在每个量程下的每通道的直流偏置和增益以下是在 ±1V 量程下校准 A 通道的步骤 : (1) 记录下当前的直流偏置 (Offset) 增益 (Gain, 线性 ) 增益 (Gain(dB), 对数 ), 这在各种设置被扰乱时可用来恢复系统 (2) 将通道 A 置于 DC 挡 ±1V, 16Bits, 1MHz ( 或更低, 建议 100kHz) (3) 将探头尖端与接地线相连 (4) 在 Advanced Calibration ( 高级校准 ) 对话框中调节 Offset ( 直流偏置 ), 以使通道 A 的平均值为零 (5) 给通道 A 注入已知幅度的直流或低频信号为了提高校准精度, 输入信号的幅度应该接近被校准量程的极限在校准某些量程时, 您可以考虑采用 DSO 自带的信号发生器来生成测试信号 (6) 在 Advanced Calibration( 高级校准 ) 对话框中调节增益 (Gain, 线性 ) 或增益 (Gain(dB), 对数 ), 以使通道 A 的最大值 / 最小值 ( 测试信号为 AC 时 ) 或平均值 ( 测试信号为 DC 时 ) 等于测试信号的幅值 (7) 在 Advanced Calibration( 高级校准 ) 对话框中点击 Write( 写 ) 按键, 以保存改变了的设置需要注意的是, 若您在点击 Write( 写 ) 按键之前点击 Read( 读 ) 按键, 则改变了的设置将被 DSO 硬件内保存的旧设置覆盖基于硬件的直流偏置和增益校准比基于软件的方法要高级, 因为它不会压缩模数转换设备的珍贵的动态范围 20 版权所有 2017

21 可升级的软件固件和基于硬件的 DSP 算法电脑软件及其使用许可证 DSO 中的固件基于硬件的 DSP 算法都是可以远程升级的您应当经常访问我们的官方网站, 看是否有免费的升级可下载 1.9 非例行应用非例行应用指的是那些不被当作普通示波器例行任务的应用由于 VT DSO 能同时进行输入输出, 您可以向被测设备 (DUT) 输出一个激励信号, 同时采集从被测设备返回的响应信号并进行处理分析可采用不同的激励信号, 并用不同的方法来处理和分析响应信号, 以获取被测设备的各种特征, 例如频率响应失真等您还可以利用设备检测计划软件模块, 来配置并执行一系列的自动测试步骤以评估被测设备的性能下面几节所提供的信息和指导原则可帮助您配置适合您的具体应用的测试参数频率响应测试频率响应包括幅频响应和相频响应很多时候, 您可能只对幅频响应感兴趣但是, 若您需要两者都测量, 即 :Bode 图 ( 也称为增益及相位图, 或传递函数 ), 则您需要有 Multi-Instrument 专业版测量 Bode 图时, 激励信号应当输入到被测设备以及 B 通道, 而被测设备的响应信号应当输入至 A 通道测量被测设备的频率响应有多种方法 : (1) 激励信号在所感兴趣的频率范围内每 Hz 的带宽具有相同的能量 +FFT 频谱分析激励信号可采用白噪声或 MLS(Maximum Length Sequence) 信号信号发生器和示波器无需同步控制只需先启动信号发生器再启动示波器即可应采用帧间平均来得到更好的测量结果若您需要改变用于平均的帧数, 您可以右击频谱分析仪窗口中任意一点, 然后在弹出的菜单中选择 [ 频谱分析仪处理 ]> 帧间处理 > 线性平均, 并在帧数栏中选择一个数值即可频谱分析仪应采用矩形窗且 FFT 点数应等于或大于示波器的记录长度若采用 MLS 信号, 则它的长度应当大于 FFT 的点数先停示波器再停信号发生器正弦线性扫频信号也可作为激励信号应设置好示波器的触发电平, 使其只有在扫频开始瞬间得到触发先启动示波器再启动信号发生器若 VT DSO 在信号发生器未运行时会输出探头校准信号, 则应通过 [ 设置 ]>[ 数模转换设备 ]> 探头校准 CAL 来禁止探头校准信号的输出, 以避免误触发示波器的记录长度应正好等于扫频的时间, 以保证示波器的一帧正好采集到从头到尾的整个扫频过程示波器应置于单次触发模式而无需帧间平均频谱分析仪应采用矩形窗且 FFT 点数应等于或大于示波器的记录长度先停示波器再停信号发生器理论上, 单位冲激也可作为激励信号但是它的激励能量远小于前述的激励信号, 导致测量的信噪比不高, 因此不建议使用单位冲激信号 21 版权所有 2017

22 (2) 激励信号在所感兴趣的频率范围内每倍频程的带宽具有相同的能量 + 倍频频谱分析粉红噪声可作为激励信号信号发生器和示波器无需同步控制只需先启动信号发生器再启动示波器即可应采用帧间平均来得到更好的测量结果若您需要改变用于平均的帧数, 您可以右击频谱分析仪窗口中任意一点, 然后在弹出的菜单中选择 [ 频谱分析仪处理 ]> 帧间处理 > 线性平均, 并在帧数栏中选择一个数值即可频谱分析仪应采用矩形窗且 FFT 点数应等于或大于示波器的记录长度先停示波器再停信号发生器正弦对数扫频信号也可作为激励信号应设置好示波器的触发电平, 使其只有在扫频开始瞬间得到触发先启动示波器再启动信号发生器若 VT DSO 在信号发生器未运行时会输出探头校准信号, 则应通过 [ 设置 ]>[ 数模转换设备 ]> 探头校准 CAL 来禁止探头校准信号的输出, 以避免误触发示波器的记录长度应正好等于扫频的时间, 以保证示波器的一帧正好采集到从头到尾的整个扫频过程示波器应置于单次触发模式而无需帧间平均频谱分析仪应采用矩形窗且 FFT 点数应等于或大于示波器的记录长度先停示波器再停信号发生器 (3) 激励信号在所感兴趣的频率范围内的每个被频谱分析仪所解析的频带内具有相同的能量可采用多音合成信号, 包含等振幅混合的多个单频信号, 每个单频信号对应于频谱分析仪所解析的频带的中心频率例如, 在 1/3 倍频分析中, 所解析的倍频频带的中心频率分别为 16Hz 20Hz 25Hz 20kHz 因此, 多音信号应是所有这些单频信号的等比例混合信号发生器和示波器无需同步控制只需先启动信号发生器再启动示波器即可频谱分析仪应采用矩形窗且 FFT 点数应等于或大于示波器的记录长度先停示波器再停信号发生器 (4) 信号发生器在所感兴趣的频率范围内以单频信号或窄频信号依次激励 + 频谱分析仪依次分析最后汇总所有结果正弦线性扫频信号可作为激励信号, 而频谱分析仪的峰值保持功能可用来汇总所有的单次分析结果信号发生器和示波器无需同步控制只需先启动信号发生器再启动示波器即可若您需要改变用于峰值保持的帧数, 您可以右击频谱分析仪窗口中任意一点, 然后在弹出的菜单中选择 [ 频谱分析仪处理 ]> 帧间处理 > 峰值保持, 并在帧数栏中选择一个数值即可频谱分析仪应采用汉宁窗若汇总后的曲线显示有未经解析的空隙, 则应延长信号发生器的扫频时间和 / 或减少 FFT 点数以保证频谱分析仪能解析的所有频带在扫频过程中都能被激励并分析到正弦步进扫频信号也可作为激励信号可采用设备检测计划软件模块来实现自动步进扫频和采集分析注意 : (1) 为了准确地测量被测设备的频率响应, 测试设备本身的频率响应在所感兴趣的频率范围内必须是平坦的在 16 位模式下,VT DSO 的带宽大约为所选择的采样频率 22 版权所有 2017

23 的倍因此应选择适当的采样频率以使示波器的带宽比频率响应测试中所感兴趣的频率范围宽信号发生器产生的宽带噪音可认为覆盖了从 0Hz 到信号发生器的采样频率的 ½ 的范围激励信号的频率范围应当等于或略大于所感兴趣的频率范围若激励信号的频率范围过大, 则在所感兴趣的频率范围内的激励信号的能量就会减少, 从而影响测量的信噪比因此应选择适当的采样频率以使所生成的噪声的频率范围正好能覆盖测量中所感兴趣的频率但是, 若采用了正弦信号作激励, 则建议采用信号发生器所支持的最高采样频率信号发生器产生的任何信号最终都将受限于其模拟带宽 (2) 若只需要测量被测设备的幅频响应, 则可以对由测试设备本身的幅频响应所造成的误差进行补偿将信号发生器的输出用连接被测设备用的电缆连接到示波器的输入端, 然后用测量被测设备的参数设置来测量自身的幅频响应测得幅频响应曲线后, 右击频谱分析仪窗口中任意一点, 然后在弹出的菜单中选择 [ 频谱分析仪产生频率补偿文件 ( 水平直线 )], 命名并保存该文件再右击频谱分析仪窗口中任意一点, 然后在弹出的菜单中选择 [ 频谱分析仪处理 ]> 补偿 1, 并选择刚才保存的频率补偿文件 (3) 信号发生器的数据流模式提供了更多的功能, 例如 : 粉红噪声多音合成等, 但要消耗电脑更多的计算时间, 因此若有可能应采用 DDS 模式 (4) 某些 VT DSOs, 例如 VT DSO-2810R 和 VT DSO-2820R, 不自带内置的信号发生器您可以采用电脑声卡作为信号发生器的数模转换设备探头校准信号输出也能产生 MLS 信号, 可去 [ 设置 ]>[ 数模转换设备 ]> 探头校准 CAL 并选择 MLS 请注意, MLS 旁边的频率数值指的是 MLS 信号的采样频率而非信号频率失真噪声电平和窜扰测量 VT DSOs 可用来测量被测设备的失真噪声电平和窜扰, 但前提是被测设备的这些参数与所用的 VT DSO 相比有实质的差距详情请参考 Multi-Instrument 软件说明书的参数测量部分测量总谐波失真 THD 总谐波失真加噪声 THD+N 信纳比 SINAD 信噪比 SNR 噪声电平有效位数 ENOB 窜扰 Crosstalk 无寄生动态范围 SFDR 都需要一个纯正的正弦激励, 而测量互调失真 IMD 则需要多音激励为了避免频谱泄漏 ( 这在这类测试中非常重要 ), 建议采用 Kaiser 6 窗函数, 且频谱分析仪的 FFT 点数应等于或小于示波器的记录长度若需要实现在多个频点上自动测试这些参数, 可采用设备检测计划软件模块注意 : (1) 与幅频响应测试不同,VT DSO 自身的失真噪声电平和窜扰无法补偿因此只能测试那些相关参数比测试设备本身逊一级的设备 VT DSO 自身的性能可参考硬件指标部分 (2) 若要测量 VT DSO 自身的失真噪声电平和窜扰, 可将信号发生器的输出连接到示波器的输入您可能需要调节测试信号的幅度和示波器的电压量程等参数以优化测试所用的参数设置 23 版权所有 2017

24 1.9.3 测量派生量 Multi-Instrument 包含约 200 个预先定义好的派生量, 称为导出参数 (DDP), 它们由所采集到的原始数据导出, 例如 : 有效值 RMS 平均值 Mean, 峰值频率等您也可以采用各种数学表达式来定义自己的一套派生量这需要 Multi-Instrument 专业版若您测量的是一个非电压的物理量, 您可以通过 [ 设置 ]>[ 校准 ]> 传感器 > 灵敏度和单位来设置传感器的灵敏度一些预配的测试的参数设置 VT DSO 中捆绑的 Multi-Instrument 提供了一些预先配置的面板设置文件, 在软件的 psf\vtdso 子目录下您可以在测试中直接使用它们, 或者用它们作为模板来配置您自己的测试参数设置您可以通过 [ 设置 ]>[ 加载面板设置 ] 来调入这些面板设置文件更方便的是, 在常用面板设置工具条 ( 从上往下的第三个工具条, 若未显示, 可选择 [ 设置 ]>[ 显示常用面板设置工具条 ]) 上配置了能直接调入多种最常用的面板设置的按钮您只需点击一下按钮即可调入相应的面板设置这些面板设置是 : (1) 默认 : 默认设置出厂默认设置, 等同于执行 [ 文件 ]>[ 新建 ] 命令 (2) OCT1:1/1 倍频程分析 + 粉红噪声激励 (10 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出粉红噪声将粉红噪声送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出若频谱分析仪显示的曲线是水平的, 就表示被测设备的幅频响应是平坦的 (3) OCT3:1/3 倍频程分析 + 粉红噪声激励 (10 帧平均 ) 同倍频 1, 但频率分辨率更高 (4) OCT6:1/6 倍频程分析 + 粉红噪声激励 (10 帧平均 ) 同倍频 3, 但频率分辨率更高 (5) NoiseL: 无输入信号时的噪声电平 (10 帧平均 ) (6) NoiseLa: 无输入信号时的噪声电平 (A 加权 )(10 帧平均 ) (7) THD:THD,THD+N,SNR,SINAD, 噪声电平,ENOB(10 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 1kHz 的正弦信号将该信号送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出被测设备的所有上述参数都将被测量并显示出来 (8) Crosstalk: 窜扰 A->B THD THD+N SNR SINAD ENOB(10 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 1kHz 的正弦信号将该信号送入到被测设备 (DUT) 的通道 A, 而通道 B 接信号地然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出被测设备的所有上述参数都将被测量并显示出来 (9) IMDsmp:IMD SMPTE (60 Hz + 7 khz, 4:1)(10 帧平均 ) 24 版权所有 2017

25 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 60Hz 和 7kHz 正弦信号按 4:1 的幅度比混合后的信号将该混合信号送入被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出被测设备的 SMPTE IMD 将被测量并显示出来 (10) IMDdin:IMD DIN (250 Hz + 8 khz, 4:1) (10 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 250Hz 和 8kHz 正弦信号按 4:1 的幅度比混合后的信号将该混合信号送入被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出被测设备的 DIN IMD 将被测量并显示出来 (11) IMDccif:IMD CCIF2 (19 khz + 20 khz, 1:1) (10 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 19kHz 和 20kHz 正弦信号按 1:1 的幅度比混合后的信号将该混合信号送入被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出被测设备的 CCIF2 IMD 将被测量并显示出来 (12) FRwns: 幅频响应 ( 白噪声, 数据流模式,30 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出白噪声将此白噪声送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应 (13) FRwnd: 幅频响应 ( 白噪声,DDS 模式,30 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出白噪声将此白噪声送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应 (14) FRmls: 幅频响应 (MLS, 数据流模式,30 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 MLS( 最大长度序列 ) 将此 MLS 送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应 (15) FRmld: 幅频响应 (MLS,DDS 模式,30 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 MLS( 最大长度序列 ) 将此 MLS 送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应 (16) FRswlin: 幅频响应 ( 线性扫频 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 0.4 秒的 10Hz 到 25kHz 的正弦线性扫频信号将此扫频信号送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应注意 : 您可能需要调节示波器的触发电平以使其在扫频信号刚开始的时候正好得到触发 (17) FRswlog: 幅频响应 ( 对数扫频 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 0.4 秒的 10Hz 到 25kHz 的正弦对数扫频信号将此扫频信号送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪 25 版权所有 2017

26 采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应注意 : 您可能需要调节示波器的触发电平以使其在扫频信号刚开始的时候正好得到触发 (18) FRmt: 幅频响应 ( 多音合成, 32 个 1/3 倍频程频带 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出由 32 个单音信号合成的多音信号这些单音信号对应于 32 个 1/3 倍频程频带的中心频率将此多音信号送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应 (19) FRph: 幅频响应 ( 线性扫频, 峰值保持 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出 60 秒的 10Hz 到 25kHz 的正弦线性扫频信号将此扫频信号送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应 (20) FR2M: 幅频响应 (0~2MHz, 白噪声, DDS 模式,30 帧平均 ) 按动信号发生器的启动按钮, 将输出白噪声将此白噪声送入到被测设备 (DUT) 的输入端, 然后用示波器和频谱分析仪采集和分析被测设备的输出频谱分析仪显示的曲线就是被测设备的幅频响应与前面的 (2)~(19) 主要用于音频测试的参数设置不同, 本参数设置可测量 0~2MHz 26 版权所有 2017

27 2 性能指标 2.1 VT DSO-2A10E 硬件性能指标示波器水平 ( 时间 ) 轴实时采样频率 (f s ) 等效采样频率缓冲区大小普通帧模式单模拟通道 100 MHz 单或双模拟通道 ( 包括或不包括 1 位数字通道 ) 50 MHz, 40 MHz, 20 MHz, 10 MHz, 5 MHz, 4 MHz, 2 MHz, 1 MHz, 500 khz, 400 khz, 200 khz, 100 khz, 50 khz, 40 khz, 20 khz, 10 khz, 5 khz, 4 khz, 2 khz, 1 khz, 500 Hz, 400 Hz, 200 Hz, 100 Hz, 50 Hz, 40 Hz, 20 Hz, 10 Hz, 5 Hz, 4 Hz, 2 Hz, 1 Hz =[ 实时采样频率 ] [ 余辉显示的总帧数 ] 最大可达 20GHz, 但仅适用于最大频率低于 1/4 实时采样频率的周期性信号, 不适用于延迟触发的情形模拟单通道点 (8 位 ) 点 (16 位 ) 记录模式 ( 数据流模式 ) 滚动模式 ( 采集低频信号所使用的数据流模式 ) 双通道点 / 通道 (8 位, 非 ALT 模式 ) 点 / 通道 (16 位, 非 ALT 模式 ) 点 / 通道 (8 位,ALT 模式 ) 点 / 通道 (16 位,ALT 模式 ) 数字点 (1 位 ) 只受限于硬盘可利用的空间和操作系统所允许的最大文件大小能提供不间断连续流的最大采样频率取决于电脑速度和电脑软件的设置, 软件采用 Multi-Instrument 时, 采样频率通常可达 10MHz( 单通道 8 位 ) 只受限于电脑可利用的内存当 f s 1MHz 且 [ 采样长度 ] 4 [ 滚动步长 ] 时, 可选择滚动模式能提供不间断连续流的最大采样频率取决于电脑速度和电脑软件的设置扫描时间 10 ns ~ 500 s( 非数据流模式 ) 采样频率准确度 ±50 ppm 示波器垂直 ( 模拟 ) 轴通道数 2 ( 即 : 通道 A 和通道 B) 模数转换的位分辨率 10 位 ( 可缩减到 8 位 ) 27 版权所有 2017

28 增强的模数转换位分辨率 16 位选择此项后, 随着采样频率的降低, 可将有效位分辨率从 10 位提升到最高 16 位 ( 假定信号中存在噪声为白噪声 ) 采样频率有效位分辨率采样频率有效位分辨率 40 MHz 10 位 10 MHz 11 位 2.5 MHz 12 位 625 khz 13 位 156 khz 14 位 39 khz 15 位 9.8 khz 16 位 2.4 khz 16 位 610 Hz 16 位带宽 f s > 20 MHz 40 MHz f s 20 MHz 8 位无有效位分辨率增强 40 MHz 有效位分辨率增强 6 ~ 10 MHz 16 位有效位分辨率增强约 f s 电压量程 ( 满程 ) ±10 mv, ±20 mv, ±50 mv, ±100 mv, ±200 mv, ±500 mv, ±1 V, ±2 V, ±5 V, ±10 V, ±20 V, ±50 V 最大允许输入电压 ±100 V (DC + AC peak), 超过 100kHz 后降低 DC 准确度 ±0.5% 藕合类型 AC / DC 输入隔离无 ( 可通过 USB 隔离器实现 ) 端接类型有参考地单端,BNC 接口输入阻抗 1 MΩ, 15 pf 零点校准通过硬件实现, 出厂前已单独校准, 但允许用户重新校准增益校准通过硬件实现, 出厂前已单独校准, 但允许用户重新校准示波器垂直 ( 数字 ) 轴通道数 1( 即 : 外触发通道,1 位模数转换 ) 带宽 140 MHz 阈值分辨率 11 mv 阈值滞回 225 mv 阈值范围 ±20 V 最大允许输入电压 ±100V (DC + AC peak), 超过 100kHz 后降低阈值 DC 准确度 ±1% 藕合类型 DC 输入隔离无 ( 可通过 USB 隔离器实现 ) 端接类型有参考地单端,BNC 接口输入阻抗 1 MΩ, 15 pf 零点校准通过软件实现, 出厂前已单独校准增益校准通过软件实现, 出厂前已单独校准 28 版权所有 2017

29 示波器触发器触发检测方式数字触发源通道 A 通道 B 外触发交互(ALT) 触发模式自动正常单次间歇触发沿上升下降触发电平在整个量程内可调预触发采样长度的 -100% ~ 0% 延迟触发采样长度的 0 ~ 100% 触发频率抑制无 : 全通 HFR: 高频抑制, 截止于 0.11f s NR0: 噪声抑制, 滞回 = 半量程的 1% NR1: 噪声抑制, 滞回 = 半量程的 2% NR2: 噪声抑制, 滞回 = 半量程的 4% NR3: 噪声抑制, 滞回 = 半量程的 8% NR4: 噪声抑制, 滞回 = 半量程的 16% HN0:HFR + NR0 HN1:HFR + NR1 HN2:HFR + NR2 HN3:HFR + NR3 HN4:HFR + NR4 HNX:HFR( 可选 )+ 滞回 ( 可调 )= 半量程的 0% ~ 25% 备注 : 所指定的滞回可能被内部修改, 以保证在上升沿触发时 [ 触发电平 (%)] [ 滞回 (%)] - 100%, 而在下降沿触发时 [ 触发电平 (%)]+ [ 滞回 (%)] 100%] 示波器动态性能 ( 典型 ) 总谐波失真 THD f s =100 khz,f=1 khz, 从第 2 阶到第 20 阶, 满程输入 : 8 位 ( 无位分辨率增强 ): -55 db 8 位 ( 位分辨率增强 ): -56 db 16 位 : -69 db 互调失真 IMD (250 Hz + 8 khz, 4:1) 互调失真 IMD (19 khz +20 khz, 1:1) f s =100 khz, 从第 2 阶到第 3 阶, 满程输入 : 8 位 ( 无位分辨率增强 ): -51 db 8 位 ( 位分辨率增强 ): -52 db 16 位 : -59 db f s =100 khz, 第 2 阶, 满程输入 : 8 位 ( 无位分辨率增强 ): -65 db 8 位 ( 位分辨率增强 ): -65 db 16 位 : -78 db 29 版权所有 2017

30 无杂散动态范围 SFDR f s =100 khz,f=1 khz, 满程输入 : 8 位 ( 无位分辨率增强 ): 61 db 8 位 ( 位分辨率增强 ): 61 db 16 位 : 62 db 串扰 Crosstalk -45 db( 整个带宽内, 两通道处于相同的量程 ) 噪声对于大于或等于 ±50 mv 的量程 : 8 位 ( 无位分辨率增强 ): ±3 counts (±1%) 8 位 ( 位分辨率增强,f s =100 khz): ±2 counts (±0.8%) 16 位 (f s =100 khz): ±0.3 等同于 8 位的 count (±0.1%) 对于 ±10 mv 和 ±20 mv 的量程 : 8 位 ( 无位分辨率增强 ): ±15 counts (±6%) 8 位 ( 位分辨率增强,f s =100 khz): ±9 counts (±4%) 16 位 (f s =100 khz): ±1 等同于 8 位的 count (±0.4%) 信号发生器通道数 1 藕合类型 DC 输出隔离无端接类型有参考地单端,BNC 接口输出阻抗 50 Ω 过压保护 ±35 V 信号发生器 - 模拟 ( 当信号发生器运行时 ) 输出电压范围 ±2 V, 可调数模转换位分辨率 12 位输出采样频率 (f s ) DDS 模式 200 MHz, 100 MHz, 50 MHz DDS 模式或数据流模式 20 MHz, 10 MHz, 5 MHz, 2 MHz, 1 MHz, 500 khz, 200 khz, 100 khz, 50 khz, 20 khz, 10 khz, 5 khz 输出采样频率准确度 ±50 ppm 带宽 DC ~ 60 MHz 输出信号频率 0 ~ ½ 采样频率上升时间 (10% ~ 90%) < 5.8 ns DC 偏置范围输出电压的整个范围 DC 准确度满程的 ±0.2% 波形 DDS 模式 * 正弦方波 ( 占空比可调 ) 三角波锯齿波白噪声 MLS( 长度 =2 63-1) 用户自定义波形库( 任意 ) 音阶 30 版权所有 2017

31 数据流模式 * 正弦方波 ( 占空比可调 ) 三角波锯齿波白噪声粉红噪声多音合成 MLS(127~ ) 双音频 DTMF 用户自定义波形库( 任意 ) 音阶信号频率分辨率 DDS 模式数据流模式 <0.05 Hz (f s = 200 MHz) < Hz (f s = 5 khz) 可认为是无穷小缓冲区大小扫频扫幅 DDS 模式数据流模式 DDS 模式数据流模式 DDS Mode 数据流模式非插值模式 :1024 点插值模式 : = 点 ( 备注 : 当 f s <= 100 MHz 时, 才可选择插值模式 ) 可认为是无穷大支持对所有类型的可重复的波形进行线性扫频扫频速度范围 :1/32768 f 2 s / 2 32 ~ f 2 s / 2 32 ( 例如 : 当 f s = 200 MHz 时,284 Hz/s ~ 610 GHz/s) 支持对所有类型的可重复的波形进行线性或对数扫频扫频速度范围 : 无限制支持对所有类型的波形进行线性扫幅扫幅速度范围 :1/32768 f s / (2 32 1) ~ f s / (2 32 1) ( 例如 : 当 f s = 200 MHz 时, %/s ~ %/s) 支持对所有类型的波形进行线性或对数扫幅扫幅速度范围 : 无限制持续时 DDS 模式间 ( 信号长数据流模式度 ) 分辨率总谐波失真 THD 无杂散动态范围 SFDR 1/f s or 1 μs 两者中较大者 1/f s -60 db (f s =2MHz,f=1kHz, 从第 2 阶到第 20 阶, 满程输出 ) 65 db (f s =2MHz,f=1 khz, 满程输出 ) 零点校准通过软件实现, 出厂前已单独校准增益校准通过软件实现, 出厂前已单独校准 *DDS 模式几乎不消耗电脑 CPU 时间, 而数据流模式则会消耗大量电脑 CPU 时间在保证连续不间断数据流的前提下, 可达到的最高采样频率取决于电脑速度和电脑软件的设置采用 Multi-Instrument 通常可达到 10MHz 在数据流模式下, 可通过 Multi-Instrument 软件实现更高级的功能详情请参考 Multi-Instrument 软件使用说明书信号发生器数字 ( 当信号发生器停止时 ) 电压范围 ~ 1.65 V, 不可调输出信号频率准确度 ±50 ppm 31 版权所有 2017

32 带宽 60 MHz 上升时间 (10% ~ 90%) < 5.8 ns 波形方波信号频率 25 MHz / N, (N=1, 2, 3,.25000) MLS 采样频率 25 MHz / N, (N=1, 2, 3,.25000) 通用参数接口 USB 2.0 高速 / USB 1.1 全速 / USB 隔离器在 Multi-Instrument 中模数转换设备 VT DAQ 1 的设备类别数模转换设备 VT DAO 1 固件可升级吗? 是的电源无需外接电源, 由 USB 接口供电功耗最大 2.5W 尺寸 145 mm ( 长 ) 108 mm ( 宽 ) 26 mm ( 高 ) 系统要求 XP Vista 7 8 or above, 32 位或 64 位工作温度 0 C ~50 C 2.2 P2060 示波器探头硬件性能指标衰减比 1, 10 带宽 (-3dB) DC~60 MHz ( 10),DC~6 MHz ( 1) 输入阻抗 1 MΩ ( 1, 连接上 VT DSO) 10 MΩ ( 10, 连接上 VT DSO) 输入电容 14 pf~18 pf ( 10),70 pf~120 pf ( 1) 输入电容补偿范围 15~45 pf 长度 1.2 m 附件包括 :12cm 长可转动接地线弹性套钩两个标记套圈补偿电容调节工具两种探针帽 2.3 Multi-Instrument 软件性能指标请参考 Multi-Instrument 使用说明书中的详细说明下表是 Multi-Instrument 系列产品的功能分配矩阵频谱 3D 图数据记录仪 LCR 表设备检测计划和振动计是附加模块 / 功能, 需单独购买, 这些模块只能添加在 Multi-Instrument Lite( 基础版 ) Standard( 标准版 ) 或 Pro( 专业版 ) 之上, 其中振动计功能只能添加在 Multi-Instrument Standard( 标准版 ) 或 Pro( 专业版 ) 之上 32 版权所有 2017

33 图例 : - 有该项功能 *- 只有全版才有该项功能声卡示波器声卡频谱分析仪声卡信号发生器 33 万用仪基础版万用仪标准版通用功能支持声卡 MME 支持声卡 ASIO ADC / DAC 硬件文件操作数据输出触发设置采样设置校准图形操作其他硬件 vtdaq,vtdao 软件开发包万用仪专业版连接上相应的硬件 ( 例如硬匙或 VT DSO) 后, 开发包的软件使用许可证将自动激活打开 WAV 波形文件打开 TXT 文本文件逐帧打开 WAV 波形文件 ( 用于长 WAV 波形文件 ) 合并 WAV 波形文件抽取数据并保存为新的 WAV 波形文件保存和加载面包板设置复制文本数据到粘贴板复制位图图像到粘贴板打印预览打印输出文本数据文件输出位图图像文件触发模式触发源触发沿触发电平触发延迟高频抑制噪声抑制采样频率采样通道采样位数采样点数输入输出探头声压频率电压转换同步输出输入时延传感器的灵敏度功率计算中的负载因子放大滚动光标读数器标记图表类型线宽版权所有 2017

34 声卡示波器声卡频谱分析仪声卡信号发生器 34 万用仪基础版万用仪标准版颜色快 / 慢显示模式刷新延迟字体大小滚动模式参考曲线及极限增益调节输入峰值指示声卡选择采样参数的自动设置多语言用户界面显示 / 隐藏工具条锁定 / 解锁面板设置常用面板设置工具条 ActiveX 自动化服务器示波器双踪波形 ( 离线 ) 波形相加 ( 离线 ) 波形相减 ( 离线 ) 波形相乘 ( 离线 ) 李萨如图 ( 离线 ) 其它类型帧间处理解调 ( 帧内处理 ) 数字滤波 ( 帧内处理 ) 其它线性平均指数平均调幅调频调相 FFT 低通 FFT 高通 FFT 带通 FFT 带阻 FFT 频率响应 FIR 低通 FIR 高通 FIR 带通 FIR 带阻 FIR 频率响应 IIR 系数最小最大平 ( 离均有效值线 ) 记录模式余辉显示模式万用仪专业版版权所有 2017

35 类型声卡示波器声卡频谱分析仪声卡信号发生器万用仪基础版万用仪标准版等效时间采样模式模拟和数字信号混合显示 SINC 插值频谱分析仪幅度谱相位谱自相关函数互相关函数相干函数传递函数冲激响应图频率补偿频率加权除去直流帧内处理万用仪专业版移动平均平滑峰值保持线性平均指数平均 THD,THD+N,SNR,SI NAD, 噪声电平,ENOB IMD 带宽串扰谐波及相位用户定义的频带内的能量峰值检测,SPDR 抖晃率 * 声音响度声音响度级 FFT 点数 128~32768 FFT 点数 65536~ 帧内平均窗函数窗重叠峰值频率检测峰值互相关时延检测倍频程分析 (1/1, 1/3, 1/6, 1/12, 1/24, 1/48, 1/96) X 轴和 Y 轴线性 / 对数刻度 / 功率密度信号发生器正弦方波三角波锯齿波白噪声 35 版权所有 2017 帧间处理参数测量 FFT 其它波形

36 扫动猝发 ( 屏声卡示波器声卡频谱分析仪声卡信号发生器万用仪基础版万用仪标准版粉红噪声多音合成任意波形 MLS DTMF 音阶波形文件播放示波器中显示波形循环播放示波器中显示波形扫频 ( 线性 / 对数 ) 扫幅 ( 线性 / 对数 ) 正常锁相万用仪专业版渐入渐出调幅调频调相软件回环 ( 所有的通道 ) 软件回环 (1 个通道 ) 与示波器同步运作保存为 WAV 波形文件保存为 TXT 文本文件直接数字合成 DDS 直流偏移万用表 RMS dbv dbu db DB(A) DB(B) db(c) 频率计转速表计数器占空比频率 / 电压转换周期有效值周期平均值脉冲宽度计数器触发滞回计数器触发电平分频因子 36 版权所有 2017 渐变调制其它类型设置

37 DDP 查看器 DDP 和 UDDP 显示 HH,H,L,LL 报警声卡示波器声卡频谱分析仪声卡信号发生器万用仪基础版万用仪标准版万用仪专业版功能设置显示精度定义 UDDP 报警声音报警确认图例 : 白色空栏 - 购买该模块 / 功能后有该项功能声卡示声卡频波器谱分析仪频谱 3D 图类型设置其它瀑布图声谱图声谱图调色板瀑布图调色板瀑布图倾角瀑布图和声谱图高度 X 轴和 Y 轴线性 / 对数刻度频谱截面数目 (10~200) 3D 光标读数器阴影空栏 - 该版本不支持该项功能声卡信万用仪基础万用仪标准号发生版版器万用仪专业版数据记录仪实时数据记录加载历史数据文件三种记录方式 201 个导出参数可供记录可同时记录多达 8 8 = 64 个变量 LCR 表高阻抗测量低阻抗测量多达 8 个 X-Y 图 ( 线性 / 对数 ) 设备检测计划 23 种指令创建 / 编辑 / 上锁 / 执行 / 加载 / 保存设备检测计划多达 8 个 X-Y 图 ( 线性 / 对数 ) 设备检测计划执行报告振动计加速度速度位移的有效值峰值 / 峰峰值峰值因数 ( 在万用表中 ) 加速度速度位移波形之间的相互转换 ( 在示波 37 版权所有 2017

38 器中 ) 国际 / 英制单位声卡示波器声卡频谱分析仪声卡信号发生器万用仪基础版万用仪标准版万用仪专业版 2.4 二次开发接口指标 Multi-Instrument( 万用仪 ) 提供了以下用户二次开发功能 : 1. 本软件可作为 ActiveX 自动化服务器, 让其它软件访问本软件向外提供的数据和功能您可以通过本软件提供的 ActiveX 自动化服务器接口, 将 Multi-Instrument 无缝集成到您自己开发的软件中请参考 :Multi-Instrument Automation Server Interfaces 下载地址 : 以上文件以及用 VC++ VB 和 VC# 编写的 ActiveX 自动化客户程序样本可在软件的 AutomationAPIs 目录中找到 2. 您可以利用本软件所提供的符合 vtdaq 和 vtdao 标准的接口 DLL, 作为连接您自己的软件与声卡 NI DAQmx 卡 VT DSO VT RTA 等硬件的接口您也可以开发符合 vtdaq 和 vtdao 标准的接口 DLL, 让 Multi-Instrument 软件与您自己的硬件相连请参考 :vtdaq and vtdao_interfaces 下载地址 : 以上文件以及用 VC++ VC# 和 Labview 编写的 vtdaq 和 vtdao 的后端程序样本和符合 vtdaq 标准的接口 DLL 程序样本可在软件的 DAQDAOAPIs 目录中找到 3. 开发的信号处理与分析应用程序接口 (vtspa) 提供了一整套通用的 APIs, 可用于数据的处理与分析, 其中包括了一些由独创的功能和算法请参考 :Signal Processing and Analysis (vtspa) Interfaces 下载地址 : 38 版权所有 2017

40 3 Multi-Instrument 软件使用许可证信息 3.1 软件使用许可证类别 Multi-Instrument( 万用仪 ) 软件的使用许可证包括六个级别和五个附加模块 / 功能这六个级别是 : 声卡示波器声卡频谱分析仪声卡信号发生器 Multi- Instrument( 万用仪 ) 基础版 Multi-Instrument( 万用仪 ) 标准版 Multi- Instrument( 万用仪 ) 专业版这五个附加模块 / 功能是 : 频谱 3D 图数据记录仪 LCR 表设备检测计划振动计在一套标准的 VT DSO 系统中, 捆绑了一个 Multi-Instrument( 万用仪 ) 标准版使用许可证, 不含任何附加模块 / 功能这种使用许可证并不提供软匙 ( 注册码 ) 和 USB 硬匙 (USB 加密狗 ) 只要在启动软件之前连接上 VT DSO 单元, 软件将自动运行于激活模式下注意 : 若您在 VT DSO 硬件单元没有连接到您的电脑上的情况下启动软件, 则软件将进入 21 天的全功能免费试用模式, 除非软件已经被注册码或 USB 硬匙 ( 加密狗 ) 激活注册码和 USB 硬匙并不包括在标准的 VT DSO 系统套件中, 若您需要的的话, 可另外按全新的使用许可证购买换句话说,VT DSO 硬件单元应当一直连接到您的电脑上, 以使 Multi-Instrument( 万用仪 ) 软件在相应的使用许可证下运行即使您在软件中只选择声卡来作为 ADC 和 DAC 转换设备时, 也应如此 3.2 软件使用许可证升级您在任何时候都可以购买软件使用许可证的升级, 例如 : 从 Multi-Instrument( 万用仪 ) 标准版升级到 Multi-Instrument( 万用仪 ) 专业版 + 数据记录仪模块在您购买了升级后, 一个小的软件升级包文件将通过电子邮件传送给您您就可以利用此文件在 Windows 桌面上通过选择 [ 开始 ]>[ 全部程序 ]>[Multi-Instrument]>[VIRTINS 硬件升级工具 ] 来升级捆绑于 VT DSO 单元中的软件使用许可证 3.3 同级软件升级同级软件升级 ( 若新的版本仍然支持此硬件的话 ), 例如 : 从 Multi-Instrument ( 万用仪 ) 标准版 3.0 升级到 Multi-Instrument( 万用仪 ) 标准版 3.1, 永远免费您仅仅需要从我们的网站上下载新的版本到任何一个台电脑上即可因此, 请经常访问我们的网站, 看是否有新的版本推出 40 版权所有 2017

41 4 Multi-Instrument 软件的扩展使用 Multi-Instrument( 万用仪 ) 是一个功能强大的多功能虚拟仪器软件它支持多种硬件, 从几乎所有电脑都配备了的声卡到专用的 ADC 和 DAC 硬件, 例如 NI DAQmx 卡 VT DSO 单元等而且,ADC 和 DAC 设备在软件中可以独立选择, 例如, 您可以采用 VT DSO 作为信号采集设备, 同时, 采用您的电脑声卡作为信号发生设备您可以通过 [ 设置 ]>[ 模数转换设备 ]>[ 设备型号 ] 来选择 ADC 设备例如 : 您也可以采用电脑上的声卡作为 ADC 设备若 VT DSO 硬件单元无内置的 DAC, 则该硬件单元没有信号发生器功能 ( 除了提供了一个供探头校准用的 1kHz 的方波信号输出以外 ) 但是, 您可以通过 [ 设置 ]>[ 数模转换设备 ]>[ 设备型号 ] 来选择其它 DAC 设备例如 : 您也可以采用电脑上的声卡作为 DAC 设备若您想采用声卡来作为 ADC/DAC 设备, 则您可以另外购买由生产的声卡示波器专用探头套件当然您也可以自行连线 41 版权所有 2017

5 测试实例下图是测量一个 VCD 播放机输出的 PAL 复合视频信号的结果下图是利用交替 (ALT) 触发模式测量一个 500Hz 的正弦波和一个

44 6 安全指示! 切记探头的输入以及 VT DSO 硬件单元的输入并未与所连的电脑电隔离切不可与未知电压幅度的信号相连切不可连接上超过量程范围的电压若您不太清楚所测电压的具体幅度, 请从探头的最高输入阻抗档 ( 即 10) 和 VT DSO 硬件单元的最大量程档开始测量当 Multi-Instrument( 万用仪 ) 软件的输入电平指示变为红色 (100%) 时, 应立刻将输入探头切换到更高的衰减比, 或将 VT DSO 硬件单元切换到更高的量程档, 或断开信号连接当被测电压大于 5V 时要格外小心应当强调的是, 对于很多电脑 ( 例如台式电脑和内置交流电源适配器的笔记本电脑 ), 其探头的地线通常与交流电源地线相连当被测电路是浮地 ( 即与电源地线隔离 ) 时, 并不会有什么问题否则, 您必须确保探头的地线与被测电路的连接点处于同样的地电位 7 产品质保保证从购买日起 12 个月内, 本产品无材料及制造方面的重大瑕疵在质保期内, 将对在正常使用下出现故障的部件进行免费更换, 您只需要将出现故障的部件寄往即可只有原购买者才享有质保权利以下情形不在质保范围内 : 天灾火灾人祸或意外事件各种非正常使用或不按操作规程使用的情形未经授权打开修理或修改硬件, 质保权利将被立即终止对有关产品质量的问题所提出的解决方案将是最后的, 购买者应同意遵守 8 免责声明本文件经过仔细检查和校对, 但不能保证其中没有任何不准确之处, 也不承诺为其承担任何责任保留在任何时候无需预先通知而对本使用说明书中产品进行修改以提高其性能的权利对使用本说明书中的产品引起的任何后果不作任何承诺不承诺本产品一定能适用于您所希望的用途本产品未经授权不能用于生命支持服务或系统若将本产品用于该用途, 务请通知 44 版权所有 2017

Virtins Sound Card Instrument Manual

Virtins Sound Card Instrument Manual VT RTA-168 使用说明书高精度声级计实时频谱分析仪失真分析仪极性检测仪注意 : 虚仪科技保留在任何时候无需预先通知而对本使用说明书进行修改的权利本使用说明书可能包含有文字错误 www.virtins.com 1 Copyright 2017 目录 1 安装及快速上手指南...3 1.1 系统组成...3 1.2 硬件连接图...4 1.3 安装硬件驱动程序...5 1.4 软件