如何选择示波器_教育装备采购〖网

一. 数字示波器存储时间长度计算

以常见示波器TDS220(存储深度2.5k)为例，如测一个300kHz方波

时间轴设定 25us/div , 此时取样点间隔 0.1us , 总记录时※长 250us , 一个周期的波形约由34个点组成

时间轴设定 50us/div , 此时取样点间隔 0.2us , 总记录时长 500us , 一个周期的波形约由17个点组成

时间轴设定 100us/div , 此时取样点间隔 0.4us , 总记录时长 1ms , 一个周期的波形约由8个点组成

二. 如何选择示波器

了解您的信号？
　　您要知道您用示波器观察什么？既您要捕捉并观察的信号其典型性能是什么？您的信号是⊙否有复杂的特性？您的信号是重卐复信号还是单次信号？您要测量的信号过渡过程带宽，或者上升时间是▼多大？您打算用何种信号特性来△触发短脉冲、脉冲宽度、窄脉冲等？您打算同时显示多少信号？
模拟还是数字？
　　参见前面的《示波器发展》。总之，传统的观点认为模拟示波器具有熟悉的面板♀控制，价格低廉，因而总觉ㄨ得模拟示波器“使用方便”。但是随着A/D转换◤器速度逐年提高和价格不断降低，以及数字示波器不断增加ξ　的测量能力和实际上不受限制的各种功能，数字示波器已独领风骚。
带宽如何？
　　带宽一般定义为正弦输入信号幅度衰减到-3dB时的频率，即70.7%，带宽决定示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加♀，示波器对信号的准确显示能力将下降，如果没有足够的带宽⊙，示波器将无法分辨◥高频变化。幅◣度将出现失真，边□缘将会消失，细节数据将被丢失。如果没有足够的带宽，得到的关于信号的所有特性，响铃和振鸣等都毫无意义。
　　一个决定您所需要的示波器带宽有效的经验法则是ぷ“5倍准则”；即将您要测量的信号最高频率分量◥乘以5。这将会使您在测量中①获得高于2%的精度。
　　在某些▓应用场合，您不知道你☆的感兴趣的信号带宽，但是您知道它的最快上升时间，大多数字示波器的频率响应用下面的公式来计算关联带宽【和仪器的上升时间：带宽 = 0.35 ÷ 信号的最快上升时间。
　　带宽有两【种类型：重复（或等效时间》）带宽和实√时（或单次）带宽。重复带宽只适用于重→复的信号，显示来自于多次信号采集期间的采样。实时带宽是示波器的单次采样中所能捕捉的最高频率，且当捕捉的事件不是经常出现时要求相当苛刻。实时带宽与采样速率⌒　联系在一起。
　　由于更宽的带宽往往意味着更高的价格，因此应对照↓你的预算来评定通常要观察信号的频率成分▅。
采样速率怎样↘？
　　定义为每秒采样次数（Sa/s），指数字示波器对信号采样的频率。示波器的采样速率越快，所显示的■波形的分辨率和清晰度就高，重要信息和事件丢失的概率就越小。
　　如果需要观测较长时间范围内的慢变信号，则最小采样▽速率就变得较为重要。为了在显示的波形记√录中保持固定的波形数，需要调整水平控制按钮，而所显示的采样速率也将随着水平调节按钮的调节而变化。
　　如何计算采样速率？计算方法取决于所测量的波形的类型，以及示波器所采用♂的信号重建方式。
　　为了准确地再现信号并避免混〗淆，奈奎斯定理规定：信号的采样速率必须ζ　不小于其最高频率成分的两倍。然而，这个定理的★前提是基于无限长时间和连续的信号。由于没有示波器可以提供无限时间的记录长□　度，而且，从定义上看，低频干扰是■不连续的，所以采用』两倍于最高频率成分的采样速率通常是不够△的。
　　实际上，信号的准确再现取决于其采样▼速率和信号采样点间隙所采用的插值法。一些示波器会为操作者提供以下选择：测量正弦信号的正弦插值法，以及测量矩形波、脉冲和其他信号类型的线性插〓值法。
　　有一个在比较取样速◎率和信号带宽时很有用的经验】法则：如果您正在观察的示波器有内插（通过筛选︽以便在取样点间重新生成），则（取样速率/信号带宽）的比值至少应ζ　为4∶1。无正弦内插时，则应采取10∶1的比值。
屏幕刷新率多快？
　　所有的示波器都会闪烁。也就是说，示波器每秒钟以特定的次数捕获信号，在这些♂测量点之间将不再进行测量。这就是波形捕获速∏率，也称屏幕々刷新率，表示为波形数每秒（wfms/s）。采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内，采样输入信号的频率; 波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。波形捕获速率取决㊣　于示波器的类型和性◥能级别，且有着很大↘的变化范围。高波形ぷ捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特◤性，并能极大地增加示▓波器快速捕获瞬时的异常情况，如抖动、矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的概率。
　　数字存储示波器（DSO）使用串行处理结构每秒钟可█以捕获10到5000个波形。DPO数字荧光示波器采用并行处理结构，可以提供更高╲的波形捕获速率，有的高◥达每秒数百万个波形，大大提「高了捕获间歇和难以捕捉事件的可能性，并能让您更快地发现信号存在的问题。
存储深度是多少？
　　存储深度是示波器所能存储的采样点多少的量度。如果〓您需要不间断的捕捉一个脉冲串，则要求示波器有足够的存储≡器以便捕捉整个事件。将所要№捕捉的时间长度除以精确重现信号所须的取样速度，可以计▅算出所要求的存储深度，也称记录长度。
　　在正确位置上捕捉信号的有效触发，通常可以减小示∮波器实际需要的存储量。
　　存储深度与取样速度密切相关。您所需要的存储深度取决于要测量的总卐时间跨度和所要求的时间分辨率。
　　现代的示波器允许用户选择》记录长度，以便对一些操作中的细节进行优化。分析一个十分稳定的正弦信号，只需要500点的记录长度；但如果要解析一个复杂的数字数据流，则需要有一百万个点或更多点的记录长度。
要求何种触◇发？
　　示波器的触发能◢使信号在正确的位置点同步水平∞扫描，决定︻着信号特性是否清晰。触发控制按钮可以稳定重复↑的波形并捕获单次波形。
　　大多数通用示波器的用户只采用边沿触发方式，您╳可能发现拥有其它触发能力在某些应用是有益的。特别是对新设计产品的故障查寻。先进的触发方式可将所关卐心的事件分离出来，从而ξ最有效地利用取样速度和存储深度。
　　现今△有很多示波器，具有先进的触发能力：您能根据由幅度定义的脉冲（如短脉冲），由时间限定的脉冲（脉冲宽度、窄脉冲、转换率、建立/保持时间）和由逻辑状态或图形描述的脉冲（逻辑触发）进行触发。扩展和常规的Ψ 触发功能组合也帮助显♂示视频和其它难以捕捉的信号，如※此先进的触发能力，在设置测试过程时提供了很大程度的灵活性，而且能大大◥地简化工作。
有多少通道？
　　您需要的通道数取决于您的应用。对于通常的经济型故障查寻应用来说，需要的是双通⊙道示波器。然而，如果要求观察若干个模★拟信号的相互关系，将需要一台4通道示波器。许多工作于模拟与数字两『种信号的系∏统的工程师也考虑采用4通道示波器。还有一种较新的选择，即所谓混合信号示波器，它将逻辑分析仪的通道计数及触发能力与示波器的较高分辨率综合到具有时间相关显示的单一仪器之∞中。