坚固紧凑的工业型万用示波表123真正将示波器、万用表和无纸记录仪集成为一台经济易用的手持式仪器。可以快速查寻机床、仪表、控制和电源系统的故障，为工业用户的故障诊断和安装调试提供全面的解决方案。
·双通道20MHz数字示波器
·双通道5,000字真有效值数字多用表
·双通道趋势绘图
·即触即测功能便于脱手操作
·一对屏蔽测试线适合示波器，电阻、通断等所有测量
·电池操作可达5小时
·三类600V安全认证
·光电隔离RS-232接口
·坚固紧凑的外壳设计
万用示波表190系列：速度、性能和分析能力
　　对于越来越多要求严格的应用，万用示波表190系列高性能的示波器功能可以提供高档台式仪器才有的技术指标。200MHz的带宽，2.5GS/s的实时采样率和每通道27,500点的深存储为应用工程师提供了一种手持式、电池供电并具有高档示波器所有功能的理想测试仪器。
·双通道——60、100和200MHz
·高达2.5GS/s的实时采样率
·即触即测（Connect-and-ViewTM）自动触发，全过程手动触发模式并带有外部触发功能。
·示波记录模式下每通道27,500点记录长度
·自动捕获和重视100个屏幕
·24个自动波形测量
·光标读数，图象放大和实时钟
·四小时可充电镍氢电池
·二类1000V独立的浮地隔离通道
·5000字真有效值多用表和趋势绘图无纸记录仪

 

工业万用示波表123象1-2-3一样简单
　　面对当今复杂的系统，仅用万用表的测量已经无法提供足够的信息以决定故障的起因。对于导致设备停机的信号异常、间歇和毛刺，示波器是最好的显示方法。
　　福禄克工业示波表123满足了当今同时进行测量和检查波形的需要。独特的“即触即测”功能自动显示多种实际信号的波形。这的确就象1-2-3一样简单。
一台三合一的工具
　　工业示波表123将双通道20MHz数字存储示波器，双真有效值数字多用表和双通道趋势绘图集成为一台紧凑、电池供电的仪器。你可以把其他所有的工具丢到一边，只有一台123就可以解决你所有的问题。

 

 

双通道同时显示数字表读数和波形

 

令你的工作更具有信心
　　如果你的工作时间紧迫，工作空间又很窄或难以接近，你将不得不将精力集中在测试对象而不是测试仪本身。这正是工业示波表123具有即触即测自动触发功能的原因所在。你不必再为触发功能的原因所在。你不必再为触发和仪器设置而烦恼，所有信息均在屏幕上并自动完成你所需要的工作。

 

 

开机并打开测量菜单，选择26种示波和数表测量模式

 

一对测试线满足全部测量功能
　　高频信号示波，数字表，电容和电阻测量，通断检测所有工作均由一对屏蔽导线完成，不必浪费查找或更换导线的时间。

 

 

利用示波表123检查马达的启动电容器

 

电池供电更具灵活性
　　5小时电池操作，使你不需要外接电源真正实现移动作业。手持式仅1.2kg，便于携带尽可玩于股掌之中。坚固和抗跌落设计确保在恶劣的工业环境下操作可靠、寿命长。
安全认证
　　工业万用示波表123及其屏蔽测试导线均满足600V三类工业电力系统安全性认证。通过光电隔离RS-232接口可以安全地与打印机连接打印输出结果或与PC连接利用Fluke View软件进行分析和文档处理。

 

工用万用示表123和190系列的功能
“即触即测”自动触发实现快速、稳定的波形显示
　　只有示波器用户才知道触发问题是多么困难。错误的设置常常导致不稳定的甚至错误的结果。福禄克独一无二的“即触即测”技术可以分辨信号类型并自动设置正确的触发条件。无需任何按键即可提供稳定、可靠和可重复的波形。包括马达驱动和控制信号在内的所有复杂信号都暴露无遗。信号的改变可以被迅速识别，同时调整设置以再次获得稳定的波形。和普通示波器的自动设置和自动量程不同，对于边疆性多点测量你可以极大受益于123的快速性和方便性。

 

 

即触即测捕获即使最复杂的马达驱动信号

 

Fluke View?应用于文件管理，存档和分析

 

 

　　Fluke View?软件在Windows环境下帮你获得仪器之外的更多功能：
·文件处理——传输波形、屏幕、测量数据至PC机打印或将数据输入自己设计的报告。
·存档——建立自己的波形数据库，并加以自己的注释便于日后进行比较和参考。
·分析——利用光标进行频谱分析或将数据传至其他分析程序。

 

 

    工业万用示波表123可以通过光电隔离RS-232接口与PC相连接。软件和连接电缆可以作为单独的选件也可以包括在测试仪内作为成套工具。该工具还包括一个保护性的硬携箱，便于安全方便地存贮仪器和附件。

 

使用趋势绘图（Trend PlotTM）快速查找间歇故障
　　最为棘手的问题是查找那些一段时间只发生一次的故障——间歇故障。它们可能是由于接触不良、灰尘、污染、腐蚀或连线与节点断开等原因引起的。还有别的原因，象供电中断或骤降，马达启动和停同也可能导致设备故障。你可能无法看到它们——但Fluke123却能看见。在仪器的无纸记录模式下，你可以对最大、最小峰值和平均值进行长达16天的连续记录。可在两个通道任意选择电压、电流、温度、频率和相位进行趋势绘图，并带有时间和日期标志，从而帮助你迅速找到故障原因。

 

 

190系列的光标读数和图象放大（200m）
功能更好地帮你分析捕获的趋势图

 

万用示波表190系列示波测量尽在掌握
　　万用示波表190系列具有在高档台式示波器才能发现的技术指标。它们可以提供200MHz带宽，2.5GS/s实时采样率以及先进的记忆和触发功能。同时具有坚固、紧凑、电池供电等特点。
多种带宽可选
　　万用示波表190系列提供高达200MHz带宽输入用以捕获当今最新电子技术的高频信息。对于较低要求的应用，也可以选择100MHz和60MHz的型号。你可以享受同样先进的功能，而不必为多余的带宽支出额外的费用。
真正观察所有细节
　　利用2.5GS/s的最大实时采样率和400ps的分辨率，你可以真正看到所发生的情况。两个通道具有独立的数字转换器，可以在最大分辨率和清晰度下同时获得两个波形并进行分析。如果一个异常在屏幕上闪过，只需按一个“Replay”键就可以再次看它。

 

 

高采样率提供信号详细分析所要求的分辨率

 

深存储进行高分辨率示波记录
　　每个通道可以存贮27,500点，可以进行长达30个小时的高分辨率事件记录，或静态捕获低于50ns的快速间歇和毛刺。连续滚动模式也可存贮象运动曲线，UPS，供电和马达启动等事件。100X图象放大技术可以使你看到最细微的细节。双通道27,500点记录也可以存储下来进行后续的分析。
先进的触发模式
　　灵活地选择自动和手动触发模式以捕获你所遇到的任意信号。即触即测功能可以快速和方便地进行多点测试。手动模式包括延时，视频和脉宽触发。一个完全隔离的外部触发通道对两个输入信号进行同步以进行它们之间时间关系的故障检查。

 

 

脉宽触发易于查找错过的异常脉冲

 

强大的分析功能
　　为了对波形示波记录和趋势绘图进行分析，万用示波表190系列具有24个自动测量，光标读数，图象放大和实时钟等特点。分析可以直接在现场进行，也可以回到办公室再作。两个记录和10个波形屏幕可以存贮下来进行打印或下载至计算机。

 

 

利用27,500点的示波记录存贮和图象放大技术可以最大程度地观察细节。

 

从mV到kV量程更宽
　　万用示波表190系列具有3个独立的浮地隔离通道，每个通道都满足二类1000V和三类600V安全认证。标准探头履盖了从mV到kV的宽广应用，使190示波表成为从微电子到电力的理想测试工具。
　　多功能测试工具
　　和工业万用示波表123一样，190系列也集示波器，万用表，无纸记录仪于一身。可充电的镍氢电池可以提供连续小时操作。充电时间仅需4小时。节电和自动关机功能甚至可以轻松进行一整天的工作。
自动捕获和重视100个屏幕
　　示波器用户知道观察一个单次异常事件是多么棘手。事件在屏幕上一闪而过，无法再次捕捉。现在利用福禄克190系列万用示波表，你可以及时按下“Replay”键，从面追踪先前发生的事件。在通常的情况下，仪器连续记录最新的100个屏幕。每当一个新的屏幕被捕获时，最老的屏幕被自动刷新。你可以在任意时刻，冻结最新的100个屏幕通过滚动一屏一屏地观察或作为一个动态的图形连续重放。也可以利用光标读数进行进一步的分析。利用先进的触发能力可以捕获多达100个特定的事件。双通道，各100个屏幕捕获并带有独立的时间标记可以存储，重视或下载至PC。

 

 

 具有快速傅立叶变换(FFT)功能的低价位示波器是一种功能齐全而又使用方便的工具，它可以帮助机械工程师确定被测物的本征频率、共鸣峰值、频率范围及衰减曲线等，即使没有多少电子测量经验的工程师也只需几个简单的加速计和连线就可以设定、测量和分析产品的振动特性。

    虽然FFT技术广泛用于振荡和其它物理现象的频率分析，但示波器对机械工程师来说还不是很熟悉，尤其是那些旋钮和按键，我们采用了一种简单的测试台(图1)和一个振荡响应“教材”(图2)使这个问题得到很好的解决。首先在测试台上安装一个实际测量使用的加速计，然后用一个击锤敲打台面，再用Tektronix TDS系列便携式示波器捕获振荡信号(即加速计的输出)，从中可以看到波形、FFT结果以及锤子重量、打击力度等造成的振荡效果。改变示波器测量范围和触发设定进行多次试验后，我们逐渐对工作仪器的响应情况越来越熟悉。

制造系统应用

    我们接到一个任务要求为SMT电阻设计精密激光切割系统，此时我们面临着双重挑战。首先，激光定位精度在偏差要求上比前一代产品高，数以百计的一个个电阻排列在半张名片大小的陶瓷基片上，所以定位要求绝对稳定一致，以便准确地在元件上面进行“点划线”切割。其次，定位是在一个系统下进行，又大又重的装载和运输工具不断在不同工作台面移动，因此这又是一个与振动有关的问题。

    激光切割系统基本设计过程与我们以前的项目没有太大不同，用以前经过验证的设计和3D模型软件来模拟必需的机械装置，另外再用有限元分析(FEA)工具构造一个动态系统模型和谐波系列。根据这些信息，我们在自己工厂内部装配了一个和实物一样大小的原型。

    下一步就是在系统上面不同的点测量振动情况。FEA采用的是3D CAD纯数学模型，它仅仅给出视觉效果。虽然我们知道FEA的结果很精确，但要用硬件测试来确认FEA的结果才是最根本的。

为了完成测试，我们请来一位专家并使用四通道信号分析仪和一批加速计，我们把示波器与两个传感器连接，这两个传感器则装在被测系统上。Tektronix TDS系列示波器虽然是一种经济型示波器，却具有强大的FFT特性，其功能可从前面板激发。

    冲击锤实验告诉了我们想知道的一切，示波器的FFT结果与那些专门信号分析仪的结果相吻合，相差只有几个百分点，因而也与有限元分析相吻合。由于我们以前对自己的FFT图形已有很熟悉的感性认识，因此可对显示结果中的相似之处做出解释。

    当然，FFT不能像FEA那样产生工业标准格式振荡分析结果，但是我们证明它可以提供很好的相关数据，在机械设计时能用这些数据进行最初验证。示波器作为一种工具，在花钱雇请那些高级专家和购买昂贵测试仪器前可用来做很多基本的事情，例如现在我们用简单具有FFT功能的示波器及自己的工程师就可以确认我们的FEA模型是正确的。汽车产品振动研究

    我们还用示波器分析了一个完全不同的振动项目，该项目要求我们测量在汽车前座上方的弓顶支撑梁上装设一个专为汽车设计的DVD播放机后产生的应力和偏差，并估计其疲劳寿命。播放机重约五磅，制造商希望确保在日常行驶中它不会掉下来。

    我们第一步需要得到描述弓顶梁本征频率的一些基本数据，由于商业竞争的关系，汽车制造商很少提供这方面的信息，所以我们不得不又用到冲击锤和示波器。锤子的压电输出提供一个信号触发示波器，以获取装在横梁上的加速计产生的信号。图3是激发的波形(不是FFT波形)，用示波器自动频率测量功能得到的数据显示它的本征频率是47.4Hz，阻尼系数为0.29。

    下一步，我们在SUV测试车上装一个仪器做动态测试，这样做的目的是想得到在弓顶梁的本征频率下，加载3G动态负载后最坏情形的边缘条件数据，将这些信息与用其它方法得到的结果联系起来，就构成了估计等效静态负载的基础。这也是客户所需要的数据，可用来验证新设计以及在汽车顶上安装DVD播放机后的情况。

    马达驱动的测试装置应有五磅重，离心力臂设计成以不同的速度旋转，最高为100RPM。最初测试时我们将它装在SUV测试车弓顶梁中间位置，直接测量关注点(POI)的加速度和偏移。虽然开始时这个信息很有用，但是我们的最终目的是要了解整个汽车底盘的加速度和偏移以及它们与POI的相互关系。由于在弓顶梁直接安装测试设备结果偏大，因此测试结束后我们决定采用另外一种测试方法。

    在第二个测试车中，我们将测试设备安装在轿车车厢里，这样可以更真实地模拟车辆行驶过程中的实际振动情况。我们用示波器测量POI的本征频率和阻尼，并在汽车底盘不同的位置测量加速度。POI本征频率测试的FFT如图4所示，这里峰值产生在85Hz及以上的频率，图形右边的大毛刺超出了我们研究的范围，对结果不会有什么影响。

    这些结果后来也得到了信号分析仪和FEA工具的验证。示波器对于缩小我们振动研究的范围起了重要的作用，同时FFT提供给一个初始结果，这些结果可以用在我们的设计过程中。对整个底盘加速度的研究数据表明，它与弓顶梁的本征频率间有一定的相互关系，当底盘上有加速度存在时，POI上也可以得到加速度，图5表示了这种关系。

1、引   言
 　　八十年代后期，随着超大规模集成电路、微型计算机系统及软件技术的发展，在传统测试平台的基础上又出现了虚拟仪器技术。这种虚拟仪器以微型计算机为统一的硬件平台，在其中配以具有测试和控制功能可实现数据交换的模块化硬件接口卡，辅以具有测试仪器功能且形象逼真的软件模块，通过系统管理软件的统一指挥调度从而实现传统测控仪器的功能。
　　这种以软件为核心的系统不必象传统仪器那样受到生产厂商所设计功能的限制，可以使用户充分利用计算机超强的运算、显示以及连接扩展能力来灵活地自己定义强大的仪器功能，因此虚拟仪器技术在几年之内迅速发展，目前已经在机械、电子、电力、交通、航空航天、化工、冶金等行业获得了广泛的应用。
 　　同传统测试仪器相比，虚拟测试平台具有以下优点：
　　1）开放性：利用通用硬件平台构建虚拟仪器系统具有开放性，便于系统的升级和更新。
　　2）易用性：丰富的软件资源和良好的人机交互图文界面使得虚拟仪器系统非常易于使用。
　　3）性能价格比高：相同的性能条件下开发费用和维护升级价格相对比较便宜。
 2、测试系统中的数据管理
　　任何一个信息系统都需要涉及数据管理，虚拟仪器系统也不例外。数据管理是信息系统的一个功能，也是信息系统所包含的一项重要任务，它的作用在于组织数据和方便各类用户使用数据。数据管理，从数据本身来讲，是指收集数据、组织数据和提供数据等几个方面，随着网络和多媒体技术的发展，它不仅包括了数据的产生、收集、存储、删除等活动，又增加了数据传输、访问、共享和安全等方面。
　　目前广泛应用的虚拟仪器平台的系统框囹如图1所示。然而分析图1我们可以看到：在大部分现存的系统中，所得到的数据和分析结果采用打印方式直接输出然后归档保存，采用手工方式管理数据。部分系统将数据和结果保存入文件系统，采用文件方式管理数据。这二种管理方法从数据管理的角度来看都存在着缺陷和局限。
　　 

　　手工方式对数据管理的缺陷是显而易见的：无法处理大量的数据，速度慢，易出错，效率极低。虽然文件系统管理方式比手工管理方式有了很大的改进，但是依然在以下几个方面存在问题。
 　　（1）安全性差
　　文件系统没有或缺乏安全机制，无法识别用户身份，不能禁止未授权用户的使用。因此不能有效的保护数据免遭恶意破坏或误操作而造成的数据损失，也无法保证重要数据不被泄露。
 　　（2）数据冗余度大
　　由于数据是面向程序的，一个数据文件只能为某一用户的特定用途服务，其他应用所需要的相同数据只能重复存储，造成了大量的数据冗余。数据冗余不仅会浪费存储空间，降低存储器的利用率，而且还会带来潜在的数据不一致。这主要是由于文件系统中数据的更新是每个应用程序各自进行的，相同的数据间没有一致的保护措施。
 　　（3）缺乏数据独立性
　　在文件系统中，应用程序和数据结构相互依赖。数据文件是按照具体要求建立的，而应用程序的编制直接依赖于数据的存储格式和存取方法。当存储介质或数据结构发生变化时，相应的应用程序也必须进行修改，增加了程序编制和维护的工作量。 

　　这种虚拟仪器平台以数据库做为数据中心，由数、据提交、数据’使用、数据安全管理等几个部分组成。其中数据提交部分包括由硬件采集电路采集而得到的大量数据和由用户通过人机交互接口以及网络输入的少量数据信息。所提交数据的质量由数据采集部分的预处理模块以及使用者自己保证。数据使用部分由统计、检索、报表生成、打印、显示、决策控制以及远程通讯几个功能模块组成，各模块使用数据的目的、数量、方法、占用时间由各模块自行定义，但使用权限由安全管理部分限定。数据安全管理部分由系统安全策略、安全级别所决定。通过安全管理模块、数据库管理系统（DBMS）以及操作系统来共同完成。基于数据库管理的虚拟仪器系统系统框图如图2所示。
　　这样从数据管理的角度进行分析和设计的系统，可以有效的弥补前面所讨论系统的设计缺陷，具有以下优点：
 　　1〉安全性得到保证
　　操作系统和DBMS共同维护数据库本身的安全，确保数据库中的数据不会因误操作或系统故障造成数据丢失，系统破坏，更重要的是通过用户管理模块对用户进行授权和控制访问管理，保护数据不被非授权用户通过各种方式造成数据流失、篡改和破坏。
 　　2〉由于数据库系统的引心，使得数据管理工作更加高效、便捷。
　　（1）减少了数据冗余
　　利用数据库系统管理数据不再是面向具体应用，而是面向整个系统。所有数据集中管理，统一进行组织，存储和定义，避免了不必要的数据冗余。
　　（2〉数据实现了结构化
　　系统中的数据是通过数据库系统相互关联的，数据库系统是以一定的形式构成的，因此这种数据关联不仅表示为属性之间的联系，而且也表现了实体之间内在的联系。
　　（3）数据具有独立性
　　在前面的数据管理方式中，数据与应用程序之间相互依赖。在数据库系统中，应用程序不再同物理存储器上具体文件相对应，每个用户所使用的数据具有其自身逻辑结构。这种独立性给数据库的使用、调整、优化和进一步扩充带来了方便，提高了数据库应用系统的稳定性，减轻了程序员的负担。
　　（4）有统一的数据控制功能
数据库作为多个用户和应用程序的共享资源，对数据的存取往往是并发的，从而大大提高了数据的使用效率。
 　　3）提高了系统的开发效率
　　在中央数据库数据模型及各部分功能模块方案确定以后，各部分功能模块只针对中央数据库，因此其开发调试工作可以独立展开，互不影响。
 4、构建基于数据库的虚拟测试平台的方法
 　　4.1需求分析
　　需求分析的任务是通过详细调查需要处理的对象，充分了解被测目标的工作概况，明确用户需求，然后在此基础上确定功能。其重点是调查、收集与分析用户在数据管理中的信息来源、处理要求，安全性与完整性要求。需求分析是设计系统的基础，也是最困难最耗费时间的步骤。需求分析是否做得充分与准确，决定了系统实现的速度与质量。
 　　4.2数据模型设计
　　在需求分析阶段所得到的还只是现实世界的具体需求，通过将其进行综合，归纳和抽象，形成可供计算机使用处理的数据模型。在数据模型设计阶段，需要考虑到具体的DBMS的数据支持，同时必须注意数据采集的硬件实现问题，这包括硬件实现的可能性、复杂度、可靠性、价格等因素。综合以上因素对设计的数据模型进行优化。
 　　4.3硬件系统设计
　　根据选定的数据模型确定硬件系统的设计方案，包括控制器、主机箱、总线类型、仪器模块等部分的选择和连接方式。同时需要确定数据采集方案（包括预处理部分的硬件电路和算法〉、控制方案（包括控制电路、执行机构、相应的驱动程序、控制算法〉、决策方案（主要是算法设计）。
 　　4.4数据库系统设计
　　根据数据模型确定操作系统，数据库管理系统（DBMS）的类型。同时设计检索、统计、报表、安全管理、故障恢复等相关功能模块的方案。
 　　4.5系统平台的实施阶段
　　对以上所选定的各种方案进行综合评估，如果满足设计需求即可进行具体实施。否则需要重新设计或修改调整某些部分。
 　　4.6系统的运行和维护
系统经过调试、试运行后进入正式运行，在这其间要不断进行评价、调整。
 5、结束语
 　　现代化技术的进步以计算机技术的进步为代表。不断革新的计算机技术，从各个方面影响、引导着各行各业的技术革新。数据库和数据管理技术作为计算机技术的一个重要分支，自从1968年第一个商品化的数据库管理系统问世以来，得到了迅速的发展，随着计算机应用的不断深入，数据管理的重要性日益为人们所认识。虚拟仪器技术得益于现代计算机技术的进步，数据库技术和数据管理概念的引入将为虚拟仪器技术的发展带来新的活力和好处。期望本文能对虚拟仪器技术的开发应用有所裨益。

虚拟仪器( VI - Virtual Instrumentation )是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，用户可通过友好的图形界面来操作这台计算机，就像在操作自己定义、自己设计的一台单个仪器一样，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据存储等。
    LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench实验室虚拟仪器工程平台）是NI公司的图形化、交互式的编程设计环境,为虚拟仪器提供了实现途径。本文首先在设计虚拟示波器的基础上，熟悉Labview编程原理。然后结合固体电介质的体电阻和表面电阻测量实验编制了一套实验室虚拟仪器系统。该虚拟仪器包括前面板和框图程序两个部分，前面板是跟用户进行信息交换界面，框图程序相当于传统仪器的内部结构，它对用户来说是透明的。前面板又可以分为两个部分：控制部分和显示部分。前面板编制完成后，在框图程序中将数据发生模块、处理模块、数据显示模块按照仪器的内部结构连接起来。最后将网络协议TCP/IP添加到数据发生模块中，这一仪器就可以通过网络进行数据采集，完成实验。
20世纪80年代中期，美国国家仪器公司（National Instrument简称NI）首先提出了“软件就是仪器”（The Software is the Instrument）这一虚拟仪器概念。这个概念为用户定义、构造自己的仪器系统提供了完美的解决途径。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。从发展史看，电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器。当硬件平台I/O接口设备与计算机确定后，编制某种测量功能的软件就成为该种功能的测试仪器。因为虚拟仪器可与计算机同步发展，与网络及其他周边设备互联，用户只需改变软件程序就可以不断赋予它或扩展增强它的测量功能。这就是说，仪器的设计制造不再是厂家的专利。虚拟仪器开创了仪器使用者可以成为仪器设计者的时代，这将给仪器使用者带来无尽的收益。 
    虚拟仪器从概念的提出到目前技术的日趋成熟，体现了计算机技术对传统工业的革命。大致说来，虚拟仪器发展至今，可以分为三个阶段，而这三个阶段又可以说是同步进行的。
    第一阶段利用计算机增强传统仪器的功能。由于GPIB总线标准的确立，计算机和外界通信成为可能，只需要把传统仪器通过GPIB和RS-232同计算机连接起来，用户就可以用计算机控制仪器。随着计算机系统性能价格比的不断上升，用计算机控制测控仪器成为一种趋势。这一阶段虚拟仪器的发展几乎是直线前进。
    第二阶段开放式的仪器构成。仪器硬件上出现了两大技术进步：一是插入式计算机数据处理卡 ( plug-in PC-DAQ )；二是VXI仪器总线标准的确立。这些新的技术使仪器的构成得以开放，消除了第一阶段内在的由用户定义和供应商定义仪器功能的区别。
    第三阶段虚拟仪器框架得到了广泛认同和采用。软件领域面向对象技术把任何用户构建虚拟仪器需要知道的东西封装起来。许多行业标准在硬件和软件领域以产生，几个虚拟仪器平台已经得到认可并逐渐成为虚拟仪器行业的标准工具。发展到这一阶段，人们也认识到了虚拟仪器软件框架才是数据采集和仪器控制系统实现自动化的关键。
    在虚拟仪器技术发展中有两个突出的标志，一是VXI总线标准的建立和推广；二是图形化编程语言的出现和发展。前者从仪器的硬件框架上实现了设计先进的分析与测量仪器所必须的总线结构，后者从软件编程上实现了面向工程师的图形化而非程序代码的编程方式，两者统一形成了虚拟仪器的基础规范。
要保证虚拟仪器具备与传统仪器匹配的实时处理能力和可靠性，很重要的一点是取决于传输测量数据的总线结构。在虚拟仪器中，其分析功能是由计算机来完成的或由计算机来控制的。因此，接口、总线的速度和可靠性是关键，VXI总线标准的建立，使得用户可以像仪器厂商一样，从访问寄存器这样的低层资源来设计和安排仪器功能，也使得用户化仪器功能设计得以实现。
    VXI总线的出现，使得虚拟仪器设计有了一个高可靠性的硬件平台。目前已出现了用于射频和微波领域的高端VXI仪器。当然，采用普通PC总线，尤其是工业PCI总线的虚拟仪器也在不断发展，这类虚拟仪器主要面向一般工业控制，过程监测和实验室应用。

    除了硬件技术外，软件技术的发展和有关国际标准的建立，也是推动虚拟仪器技术发展的决定性因素之一，在GPIB接口总线出现以后，关于程控仪器的句法格式、信息交换协议和公用命令的标准化，一直是人们关心的问题。标准程序命令（SCPI）标准的建立，向解决程控命令与仪器厂家无关这一目标迈进了重要的一步。
    随着虚拟仪器思想的深入，用户自己开发仪器驱动器已成为技术发展的客观要求。过去仪器驱动都是由仪器厂家专门设计的，缺乏标准，使得用户在仪器软件方面的投资得不到保护。为此，国际上专门制定了虚拟仪器软件体系（VISA）标准，建立了与仪器接口总线无关的标准I/O软件，与Labview、HPVEE、Labwindows等先进开发环境软件相适应。开发一个用户定制的虚拟仪器在软件技术上已经成熟。可以预计，未来电子测量仪器和自动化测试技术的发展还将更多地渗透虚拟仪器的思想。
与传统仪器一样，它同样划分为数据采集、数据分析处理、显示结果三大功能模块（如图所示）。虚拟仪器以透明方式把计算机资源和仪器硬件的测试能力结合，实现仪器的功能运作。

          
    应用程序将可选硬件 ( 如GPIB、VXI、RS-232、DAQ ) 和可重复使用源码库函数等软件结合起来实现模块间的通信、定时与触发，源码库函数为用户构造自己的虚拟仪器系统提供了基本的软件模块。当用户的测试要求变化时，可以方便地由用户自己来增减软件模块，或重新配置现有系统以满足现有系统的测试要求。
    所以，虚拟仪器是由用户自己定义、自由组合的计算机平台、硬件、软件以及完成系统所需的附件，而这在由供应商定义、功能固定、独立的传统仪器上是达不到的。
虚拟仪器的组成
    虚拟仪器系统的构成有多种方式，主要取决于系统所采用的硬件和接口方式，其基本构成如图所示。
         
虚拟仪器的功能
    虚拟仪器是虚拟技术的一个重要组成部分，是由计算机技术、测量技术和微电子技术高速发展而孕育出的一项革命性技术。虚拟仪器系统的概念不仅推进了以仪器为基础的测控系统的改造，同时也影响了以数据采集为主的测控系统的传统构造方法的进化。过去独立分散、互不相干的许多领域，在虚拟仪器系统的概念之下，正在逐渐靠拢、相互影响，并形成新的技术方法和技术规范。


    虚拟仪器系统的概念是测控系统的抽象。不管是传统的还是虚拟的仪器，它们的功能都是相同的：采集数据，对采集来的数据进行分析处理，然后显示处理的结果。它们之间的不同主要体现在灵活性方面。虚拟仪器由用户自己定义，这意味着您可以自由地组合计算机平台、硬件、软件、以及各种完成应用系统所需要的附件。它可代替传统的测量仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等；可集成于自动控制、工业控制系统；可自由构建成专有仪器系统。它由计算机、应用软件和仪器硬件组成。因此，虚拟仪器的出现，彻底改变了传统的仪器方法，开辟了测控技术的新纪元。而这种灵活性在由供应商定义、功能固定、独立的传统仪器上是达不到的。这一创新使得用户能够根据自己的需要定义仪器功能，而不像传统仪器那样，受到仪器厂商的限制。
    我们常见到硬件工程师的工作台上堆砌着纷乱的仪器，交错的线缆和繁多待测器件。然而在集成的虚拟测量系统中，我们见到的是整洁的桌面、条理的操作，不但使测量人员从繁复的仪器堆中解放出来，而且还可实现自动测量、自动记录、自动数据处理。不但方便之极，而且设备成本大幅降低。
    虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素。硬件的主要功能是获取真实世界中的被测信号，可分为两类：一类是满足一般科学研究与工程领域测试任务要求的虚拟仪器。最简单的是基于PC总线的插卡式仪器，也包括带GPIB接口和串行接口的仪器；另一类是用于高可靠性的关键任务，如航空、航天、国防等应用的高端VXI仪器。虚拟仪器系统将不同功能、不同特点的硬件构成为一个新的仪器系统，由计算机统一管理、统一操作。软件的功能定义了仪器的功能。因此，虚拟仪器最重要、最核心的技术是虚拟仪器软件开发环境。作为面向仪器的软件环境应具备以下特点：一是软件环境是针对测试工程师而非专业程序员，因此，编程必须简单，易于理解和修改；二是具有强大的人机交互界面设计功能，容易实现模拟仪器面板；三是具有强大的数据分析能力和数据可视化分析功能，提供丰富的仪器总线接口硬件驱动程序。 
与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格比、可操作性等方面都具有明显的技术优势，具体表现为：
　　（１）智能化程度高，处理能力强。虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。
　　（２）复用性强，系统费用低。应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活、系统费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。
    （３）可操作性强。虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印，显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的可操作性大大提高。
从虚拟仪器的定义来说，它更多地强调软件在仪器中的应用，但虚拟仪器仍离不开硬件技术的支持，信息的获取仍需要通过硬件来实现。目前，虚拟仪器的类型主要取决于仪器所采用的接口总线类型。从仪器与计算机采用的总线连接方式的不同，可分为内插卡式和外接机箱式两大类。内插卡式就是将各种数据采集卡插入计算机扩展槽，再加上必要的连接电缆或探头，就可形成一个仪器。外接机箱式采用背板总线结构，所有仪器都连接在总线上或采用外总线方式，用外部主控计算机来实现控制。这种类型的虚拟仪器以VXI仪器为典型代表。无论哪种虚拟仪器，都离不开数据采集硬件的支持。
           
    上图描述了插入式DAQ的组成。通常一块DAQ卡可以完成多种功能，包括A/D、D/A转换，数字输入／输出以及计数器操作等。 
              
    数据采集系统的功能模块如图所示。使用模块化的设计思想完成特定任务，会使用户程序的重新组织易于控制和实现。
设计虚拟仪器的过程与主要工作内容就是编制应用软件的过程。设计虚拟仪器必需有合适的软件工具。因此，提供应用软件开发工具的软件平台技术也相应快速发展。
    目前流行的软件开发工具主要有两类：文本式编程语言：如Visual C＋＋，Visual Basic，LabWindows／CVI等；图形化编程语言：如LabVIEW，HPVEE等。 
在这篇论文的以下章节中主要介绍LabVIEW这种图形化编程语言，并应用这种语言进行实际程序的编制。

当前所有高速实时数字示波器都采用了各种形式的数字信号处理技术(DSP)。某些工程师担心使用软件对采集来的数据波形滤波可能会与实际的信号有出入。但是，示波器捕获的原始波形未必表示的是实际输入信号，示波器捕获的“原始”波形数据中包括了失真的结果，这是由示波器的前端硬件滤波器造成的。在理想情况下，实时示波器拥有无限快的采样速率、完美的平坦频响、线性相位响应、没有底噪声及带宽高。但在实际环境中，示波器具有硬件限制，这种限制产生了误差。DSP滤波技术最终可以在一定程度上校正硬件导致的误差，改善测量精度，增强显示质量。

　　当前性能较高的实时示波器中常用的DSP滤波技术有以下五种：

　　每种滤波器特点都可以在用有限脉冲响应(FIR)软件滤波器实现。本文介绍了不同DSP滤波器的用途，以及相关的优点和缺点。本文没有提供实现各种DSP滤波器的实际软件有关的信息。

　　用于波形重建的DSP滤波技术

　　波形重建滤波用来在两个实际数据采样点之间“插入”数学运算点。插入的数据点可提高较快时基下的波形测量精度和使波形更接近真实。等效/重复采样，也是一种透过插入点的方法实现的波形重建技术，但它的应用场合有限，仅对严格重复的波形有效；对信号实时变化的应用场合，不能使用等效采样。必须在一次采集完成一个完整的波形捕获，因此只能选择软件的方法重建波形。


　　最简单的波形重建，采用线性插补滤波器。尽管这类滤波器将改善测量分辨率、精度和显示质量，但更精确的内插技术是sin(x)/x 波形内差滤波技术，这是一种对称滤波器。图1是使用线性内差 (顶部的蓝色曲线)和sin(x)/x 内差 (底部的黄色曲线)的3GHz正弦波实例。通过线性内差，我们可以清楚地看到这一使用20 G 样点每秒采样的示波器，得到的样点间隔为50 ps。

　　Sin(x)/x内插滤波虽然是更精确地表示输入信号的方法，但有一些问题要注意。首先，为使sin(x)/x 内插滤波绝对精确，示波器的采样率要保证能处理任何低于Nyquist频率 (fN)的频率成分。Nyquist频率定义为取样频率(fS)的?。对可以以20 GSa/s速率采样的示波器，Nyquist频率是10 GHz。为提供最大带宽、同时保证能将10 GHz以上的频率完全滤掉，在理论上，示波器必须有一个10 GHz或10GHz以下的硬件“砖墙式滤波器”。遗憾的是，砖墙滤波器在物理上是不能通过硬件实现的。图2中的红色曲线(顶部)表示砖墙滤波器的特点，Nyquist频率以下的所有频率成分都完全通过，Nyquist频率之上的所有频率成分都完全被滤掉。


　　过去，带宽较低的示波器一般具有高斯类型的滚降特点，如图2中的绿色曲线(底部)所示。如果您使用这种高斯类型的低速滚降滤波器处理速度非常快的信号，由于高于–3dB带宽的信号很多，超过Nyquist频率之上的频率成分(在本图中用阴影区域表示)会出现混叠现象。如果被测对象基波频率接近或超过Nyquist频率，混叠会使得显示的周期性波形看上去会像没有触发一样，波形的测量误差会呈几何级数增长。在输入信号的基波频率低于Nyquist频率，但信号谐波高于Nyquist频率时，您可能会在示波器显示屏上看到边沿“摇摆”的波形。为此，安捷伦在传统上一直把具有高斯滚降特点、带宽较低的实时示波器的带宽限定为取样速率的?，也就是Nyquist频率的? ，目的是滤除高于Nyquist的谐波成分。

　　对某些带宽在2 GHz - 6 GHz之间的带宽较高的实时示波器，硬件滚降特点开始接近理论砖墙滤波器。在大多数示波器测量中，这是一种希望实现的特点。这类硬件滤波器称为高阶最大平坦滤波器，如图2中的蓝色曲线(中间)所示。通过这类硬件滤波器，大多数带内频率以最小衰减传送，而大多数带外频率则被明显衰减。在高阶最大平坦响应时，示波器带宽开始接近Nyquist极限。安捷伦建议对具有高阶最大平坦响应的示波器，示波器带宽应限定在不大于取样速率的0.4倍。换句话说，为保证使用sin(x)/x滤波的波形重建技术的有效性和精确性，以20 GSa/s速率取样的示波器的带宽不得超过8 GHz。

　　在示波器中采用sin(x)/x 软件内插滤波器有什么缺点呢？如果输入信号在前期有频段限制，或如果示波器的硬件适当地限制了Nyquist频率之上的取样频率成分，那么其问题可以降到最小。但是如果输入信号具有超过系统带宽的明显高的频率成分，那么sin(x)/x滤波技术的问题之一是对重建的波形可能会出现软件生成的下冲和过冲，这种影响在本质上是一种Gibbs现象。软件生成的过冲通常隐藏在实际输入信号中固有的过冲及示波器的硬件滤波技术所产生的过冲中。由于下冲通常在信号中实际并不存在，因此示波器用户通常会怀疑sin(x)/x滤波技术的有效性。但在测量带外信号时，与未校正的硬件导致的误差相比，软件导致的误差(如下冲)可能只是小巫见大巫。

　　记住，测量带外信号意味着您正在试图捕获频率成分超过示波器指定带宽功能的信号，因此测得结果中可能包括由于硬件限制导致的明显误差成分。例如，如果您试图测量边沿速率为20 ps (10% - 90%)的输入信号，6 GHz示波器会产生70 ps左右的测量结果(10% - 90%)， 250%的测量误差。尽管软件滤波产生的下冲和过冲可能会扰乱视觉，但与硬件导致的过冲及经常被忽视的边沿速率测量误差相比，这些现象只是很小的误差来源。

　　为降低软件导致的下冲，示波器设计人员可以采用sin(x)/x 内插滤波技术，而不校正采集的带外波形的相位，结果是滤波后的波形有很大的过冲和很小的下冲时，尽管这感觉可能比较舒服，但幅度测量和边沿速率测量的精度会恶化。因此，就快速上升沿和下降沿的测量而言，使用线性相位校正的DSP滤波技术的测量结果最为精确。(本文后面将更详细地讨论相位校正滤波技术。)

　　最好的方法是尽力忽略下冲现象，把快速边沿脉冲开始前的这种“摆动”看作实时示波器采用正确DSP滤波器的一种标志，这种技术可以最精确地表示带外信号的整体特点。也可以把下冲信号看成一种标志，表明您应该使用更高带宽的实时示波器，或者使用高带宽取样示波器，如Agilent 86100C。如果不可能进行重复取样，而且合适的高带宽实时示波器尚未面世，那么您可能必需接受，实时测量结果是当前实时取样和滤波技术所能实现的最好结果。

　　如前所述，sin(x)/x DSP滤波会明显改善测量分辨率和精度，使其远远高于实时取样间隔 (1/取样速率)。通过安捷伦20 GSa/s 54855A示波器，在单次采集中使用sin(x)/x滤波时，增量时间测量精度可以改进到+/-7 ps (峰值)。在某些情况下，使用sin(x)/x滤波技术会影响吞吐量，换句话说，滤波器导致示波器显示屏更新速度太慢。但是，由于使用sin(x)/x滤波可以增强精度，因此所有缺点显得都不那么重要。

　　目前，所有主要实时示波器厂商都允许用户决定是否使用sin(x)/x滤波技术。这种工作模式是安捷伦示波器是一种默认选项，但用户可以选择其它选项。

　　幅度平坦滤波技术

　　幅度平坦滤波用来校正示波器硬件中的非平坦频响。在理想情况下，示波器应拥有完美的平坦硬件响应，直到示波器的自然带宽滚降点，如图2中的曲线所示。这意味着如果您测量幅度不变、但频率变化的正弦波，应一直测量相同的幅度，直到接近滚降频点。遗憾的是，在接近示波器的带宽极限时，频率响应的平坦度趋于恶化。通常情况下，硬件本身会导致的信号在某些频点上衰减，某些频点上则出现幅值放大。事实上，示波器设计工程师通常会在示波器硬件中的带宽极限附近故意引入幅值放大，以补偿频率相关的幅值衰减，把示波器推到更高的带宽频响上。


　　图3中的红色曲线(顶部)显示了Agilent 54855A实时6 GHz示波器的典型硬件频响。可以看到，这一示波器的硬件响应满足了6 GHz的–3dB硬件模拟带宽标准，但响应还在大约3.5 GHz上显示了约+1dB的峰值，在大约5.5 GHz上显示了接近+2dB的峰值。当前没有示波器制造商指定示波器频响的平坦度。示波器指定的唯一频域指标是–3dB带宽点。即使示波器拥有+6dB的峰值，这在某些带内频率上相当于60%的幅度误差，只要–3dB点高于指定带宽，那么示波器就会被视为符合规范。但与较高频率的衰减会恶化测量精度一样，幅度放大也会恶化测量精度。

　　图3中的蓝色曲线(底部)显示了使用幅度平坦滤波技术时54855A校正后的幅度频响。通过这种DSP/软件滤波器，在接近6 GHz带宽前，示波器的校正频响偏差一般会低于+/- 0.5dB，该FIR滤波器是始终存在的，不可已被去掉，示波器在以最大取样速率取样时，它一直在起作用，以校正硬件滤波误差。软件滤波器和硬件滤波器相结合，测量精度要高于单纯硬件滤波器产生的测量精度。

　　相位校正滤波技术

　　高速数字信号由多个频率成分组成，包括基波和谐波。在理想情况下，数字信号的基波和谐波是严格同相的，各频率成分之间没有相差或时延，如图4所示。遗憾的是，示波器的硬件在高速信号的高阶成分中引入了相移，只能通过大幅提高仪器模拟带宽或使用相位校正DSP滤波技术来消除这种影响。图5显示了五次谐波(绿色曲线)相对基波和三次谐波有时延的实例。结果是在示波器显示屏上出现失真的波形显示。如果没有相位校正技术，这种失真通常会在波形显示中表现为过高的过冲，同时边沿速率会下降。高速数字设计人员通常会忽视失真的过冲成分，认为测得的过冲实际上出现在测得的输入信号上。但事实可能并非如此，实际可能是硬件能力不够而导致的测量误差。

　　图6中的红色曲线显示了54855A硬件在较高输入频率上导致的典型频率相关相位误差。本图中的蓝色曲线显示了使用相位校正DSP/软件滤波技术得到的校正后的相位响应。可以看出，这个软件滤波器把相位误差校正到远远超过仪器的带宽指标。

　　图7是对基于高阶最大平坦响应的6GHz硬件系统，使用相位校正和没有使用相位时校正的快速边沿信号的仿真图。在相位校正波形(左边/红色曲线)中可以注意到波形上存在下冲和过冲，而这些下冲和过冲实际上并不存在，该测量结果表明被测信号超过示波器–3dB带宽频点，而且该示波器采用了线性相位系统响应。右边的蓝色波形是没有相位校正的示波器测量的结果，可以看出，虽然没有下冲，但其上冲却非常高。相位校正波形(左边/红色曲线)中，顶部和底部的过冲误差得到整体改善。而且最重要的是，使用相位校正技术，对带内信号或带外信号的定时测量，如上升时间和下降时间的精度要高得多。在Agilent 54855A示波器中，该相位校正滤波器是不可以被去掉的，以保证对硬件相位误差进行校正。

　　减噪滤波技术

　　正如您所预期的那样，减噪滤波技术会降低示波器本底噪声的影响。示波器是宽带仪器，带宽越高，本底噪声越高。这种硬件导致的误差在宽带仪器中是不可避免的。通过Agilent 54855A示波器，您可以选择减噪滤波器，改善测量精度，它是通过在很宽的范围内设置带宽限制来实现的。

　　图8是在没有使用减噪滤波技术时，使用6-GHz带宽54855A示波器捕获1 GHz正弦波的实例。通过使用无限余辉显示模式，在累积采集1000次以后，我们在这个捕获的正弦波上看到示波器的硬件本底噪声导致的噪声，大约2.8 mV RMS。上面/黄色曲线是100mV/格时放大到接近满量程的输入信号。下面/绿色曲线显示了对波形峰值部分进行放大10倍后显示。

　　图9显示了相同的1 GHz正弦波，但现在是使用2 GHz带宽减噪滤波器。在累积采集1000次以后，我们看到由于系统本底噪声降低了近一半。这里，上方/黄色曲线仍显示了100 mV/格时放大的输入信号，下方/黄色曲线显示了对波形峰值部分进行放大10倍后显示，因此我们可以更清楚地看到使用减噪滤波技术后，示波器本底噪声大幅下降。

　　在测试带宽较低的信号或边沿速率相对较慢的信号时，采用减噪滤波技术通常会增强幅度测量和时间相关测量的精度。如在测量抖动时，抖动测量误差成分中最大、但经常被忽视的是垂直噪声导致的抖动/定时误差。垂直噪声和时间相关测量误差之间具有直接关系，是信号斜率(slew rate)的函数。尽管难以很直观地解释这一技术，但确实在测量带内信号时，降低测量系统带宽实际上会改善抖动测量的精度。启动减噪滤波会自动降低仪器本底噪声导致的抖动。由于提升带宽与降低本底噪声相矛盾，在Agilent 54855A 示波器中，我们让用户可以选择是否使用减噪滤波。

　　带宽增强滤波技术

　　带宽增强滤波技术有时也称为“带宽提升技术”，可能是最不直观的DSP滤波技术。目前某些高带宽实时示波器中采用了这种技术。一旦硬件已经衰减信号，怎样才能增强系统的带宽呢？答案很简单，使用软件把信号放大。一旦把数字化信号分成各种正弦波频率成分，那么可以使用软件选择性地“放大”个别频率成分，把衰减的频率成分，用软件滤波方法将示波器–3dB点频响点提升到更高的频率，如图10所示。本图中的红色曲线(底部)显示了典型的硬件频响。绿色曲线(顶部)表示带宽增强滤波器，蓝色曲线(中间)表示改进的系统带宽响应，可以看到，带宽已经“被提升到”更高的频率。除提高带宽外，这种特定滤波器还为示波器生成更陡峭的滚降特点，帮助降低高频噪声，在测试带外输入信号时帮助消除假信号。

　　这里也有一个很大的缺点。我们已经提到，示波器是一种宽带仪器，仪器的本底噪声可能会明显恶化测量结果。带宽增强滤波技术同时也放大了仪器的本底噪声。因此，在使用示波器FIR DSP滤波器的带宽增强功能时，会影响信噪比。

　　尽管带宽增强滤波技术在当前某些带宽较高的实时示波器中是一种相当新的功能，但这在测试测量业内并不是一种新技术。多年来，安捷伦一直在网络分析仪和频谱分析仪中使用带宽增强技术。事实上，安捷伦在使用20GHz 取样示波器中，很早就已经采用这种技术，进行TDR测量时仿真更快的边沿速率。这种技术在当前具有TDR测量功能的取样示波器中称为“归一化”。

　　图11是使用6GHz 示波器测量带外信号的实例。输入信号具有大约50 ps的上升时间 (10% - 90%)。但由于示波器硬件的上升时间指标是70 ps，我们的测量结果为74 ps。通过使用7 GHz带宽增强滤波技术，我们现在可以进行更精确的测量，测量结果为66 ps，如图12所示。但是，可以看到这一波形顶部和底部的基线噪声已经提高。在标准6 GHz带宽模式下，示波器的本底噪声在100mV/格设置时测得的结果约为3 mV RMS。在使用7 GHz带宽增强滤波技术时，本底噪声提高到大约6 mV RMS。


　　在Agilent 54855A示波器上使用带宽增强DSP滤波技术的另一个优点是，可以使用8GHz的有源高阻探头，以实现高达7GHz的系统带宽进行测量。

　　总结

　　当前许多工程师一般信任硬件滤波技术，而怀疑DSP滤波技术，因为后者基于软件。我们在本应用指南中已经阐述，在示波器波形上采用DSP滤波的目的是校正硬件滤波误差。软件滤波不应视为一种不真实的处理方式，而更应看作一种数据还原方式。重要的是，您要清楚DSP滤波技术有没有带来副作用，若有，有那些。多年来，我们使用软件校正示波器中的硬件误差，包括增益/偏置校准及信道之间的偏移校正时延。还可以使用软件，校正采用DSP滤波技术时更加复杂的与频率相关的硬件误差来源。

　　本应用指南中讨论的部分滤波器特点拥有很小的副作用或没有副作用，如幅度平坦和相位校正滤波技术。正因如此，在Agilent 54855A示波器以最大取样速率取样时(20GSa/s)，用户不能选择这些特定的滤波器特点，而是作为默认操作方式使用。因为我们相信sin(x)/x 波形重建滤波会改善测量精度和显示质量，因此这一特定的滤波器特点也作为示波器的默认工作模式使用，但用户可以简便地禁止这种功能。使用sin(x)/x滤波的主要副作用是降低示波器响应速率。

　　示波器 FIR DSP滤波器的其它特点(包括减噪和带宽增强滤波)对带宽和本底噪声的影响非常明显。正因如此，这两种滤波器特点都没有作为默认的示波器工作模式，用户必须启动这些功能才能使用。

　　一旦了解了某些滤波类型中固有的问题，那么您就可以放心使用DSP滤波技术，改善实时示波器的精度和分辨率，并清楚何时应避免使用DSP滤波技术。