数字万用表实现高分辨率高带宽高采样率数字化功能

3458A万用表可实现高带宽高分辨率及高采样率对模拟信号数字化的功能。区别于其它的较之低端的数字万用表，3458A不仅有积分器路径（Intergator）,还特有跟踪和保持(Track-and-Hold)路径来实现高达12M带宽16bit分辨率/50K采样率的功能。

首先来看看其整个数字化的结构,如下图：

**分析软件option-005已经停产，可使用上位机进行二次开发做数据处理。

标准的DCV路径可实现18 bits @ 50 kSamples/s到16 bits @ 100 kSamples/s的数字化过程。在10V量程下，底噪在这两种分辨和采样率下分别达到0.005%和0.05%。为了捕获脉冲信号，需要将孔径时间设置小于信号脉宽长度。但从实际运用来看需要限制孔径时间在3458A输入放大器的带宽内，因此限制所能采集脉宽宽度。

跟踪和保持(Track-and-Hold)路径能够实现2ns孔径时间高达12M的捕获带宽。在该路径下可以确保测量精度不降低下捕获40ns脉宽的脉冲峰值，如下图所示。但要达到12M的采样带宽，是有条件的，需要输入信号是周期性的，3458A需要采用序列采样，后面会对直接采样和序列采样进行介绍。

3458A万用表在进行数字化时可采用两种采样模式，分别是直接采样和序列采样。直接采样可以采集非周期信号，但该种采样模式允许信号的带宽较低，只有150KHz。而序列采样，要求信号是周期性的，放宽了对信号带宽的限制，可高达12M的带宽。如下图：

使用以下命令来选择不同的采样模式：

DSAC (direct sample, AC coupled)
DSDC (direct sample, DC coupled)
SSAC (subsampled, AC coupled)
SSDC (subsampled, DC coupled)

在做模数转换时，为避免频谱混叠引起的信号失真，有效采样间隔必须满足的奈奎斯特采样定理。如果信号中存在高频的频谱分量超过 3458A数字万用表采样率的一半，可在信号输入端加入额外的低通滤波器来避免此情况产生。

利用3458A数字万用表复杂的Trigger系统进行数据采集，在使用Trigger Arming和Trigger event来针对不同的运用实现两级的触发。当两个触发条件同时满足时，3458A开始进行数字化处理。

触发层级图如下：

TARM 和 TRIG 的事件参数说明如下：

对于数据的传输和处理此文档不赘述，参考3458A数字万用表用户手册及官网实例。

典型运用：使用3458A测试带通滤波的伯德图,如下图：