在过去从事工程学工作时，我曾经接手一个研究项目——把D型光纤浸在酸液池中数小时，表征它的光传输特性。我发现有一个←全新的示波器，于是选择它作为工具。连续两周我都在开发测试夹具和编写软件，由于缺乏经验，我向一位资深工程师寻求帮助。工程师提出第一个问题：“你为什么要使用采样示波器来完成这项实验?”这个问题让我感到㊣意外。我开始思索采样示波器和实〖时示波器有什∑　么区别?两者的应用范围有哪些不同，哪些是可以覆盖的?

　　实时示波器通常被称为DSO(数字存储示波器)或MSO(混合信号示波器)。目前在售的大部◤分示波器都是实时示波器。实时示波器的带宽范围从几MHz到几十GHz，价位在几百美元到几十万美元不等。采样示波★器通常被称为DCA(数字通︼信分析仪)，带宽范围从几十GHz起，主要用于分析高速串行总线、光设备和时钟信号。随⌒着带宽的增加，采样示波器和实时示波器开始在多个应用领域中¤重合。

　　实时示波器和采样示波器的数字化之路基本相同。输ζ入信号经过示波器的前端信号调节电路，数字化之后保存到存储器，最后在屏幕上显示。然而，两种示波器的基本技术则大相径庭。

　　实时示波器

　　实☆时示波器包括触发ASIC技术，允许用户指◤定感兴趣的事件，例如上升电压阈值、建立和保持违规或码型触发。常规采集模式中，当示波器的触发电路观测到这个事件时，示波器将会捕获■并保存在触发点附近的连续采样点，并使用已捕获数据更新显示屏。实时示波器可工作在单▅次捕获模式或连续捕获模式。在单次模式下，示波器根据存储器深度和采样率设置，进行单次采集并显示一组⊙连续样本。在示波器捕获了单条轨〓迹之后，用户能够平移和缩放到任意感兴趣的事件。在连续运行模式下，示波器连续采集并显示每一个与触发技术指标匹配Ψ的条件。可变余辉或无限余辉可使多个已捕获信号覆盖在初始信号上。连续模式允许用户对被※测器件进行实时查看。可在单次采集或连续重复采集模式中进行上升∞时间或脉宽测量、数学函数或№FFT分析。大部分带宽低于6GHz的实时示波器包括lMΩ和50MΩ输入，可与多种探头和电缆搭配使用。

　　实时示波器有三个重要的技术指标定义，即：带宽、采♂样率和存储器深度。在选择实时示波器时，还需要考虑其它更重要【的技术指标。

　　具有深存储〇器的示波器具备以下三个明显优势◣：

　　1. 深存储器能以】特定采样率捕获更长时间♀的信号。存储器容量用▲于确定每次采集能够保存多少个样本，并确定捕获时间窗口。单次采集所捕获的样本越多，越有可能「观察到罕见事件。

　　2. 深存储器可使用户在较慢时基上维持较高采样率，以实现更高的精度。例如，使用10Mpts存储器和l0GSa/s采样率，水平轴可以设置为lus/格。如果用◤户选择Ψ10 us/格的时基设置，示波器将会把采样率降低到之前的1/10运行，以便捕获所需的时间窗口。具有100Mpts存储器的示波器可使用户保持较快的10GSa/s采样率，同时捕获10 us时间窗口。

　　3. 深存储器支持更精确的统计测量和数学运算。通过观察一系列上升沿▲的时间间隔误差的边沿，FFT和抖动测量均能从深存储器采集中获益。

　　采样示波器

　　采样示波器专为捕ξ获、显示与分析重复信号而设计。触发能力同样也是针对重复信号而设置。当满足第一次触发条件时，采样示波器将会捕获一组具有时【间间隔的非邻近样本。示波器延迟『这个触发点并开始下一组捕获，并将已捕获的点与第一组样本共同放在显示屏中。在无限余辉模式中重复这项ω操作，可以创建一个波形，不必进行连续采集。触发与延时是其中的技术要素，用于控制触发之间¤的时间分辨率，以实现高测ξ　量精度。由于每次触发仅会捕获和处理几◥个点，存储器深度不属于关键技术指标。采样率也不是关键技术指标。但是，首个触发条件和下一个触发条件之间的时♀间间隔精度，这一点才是最重要的。

　　采样示波器与实时示波器

　　如前所述，实时示波器的带□　宽现已超过60GHz，而采样◣示波器的带宽已达90GHz以上。因而对于大部分数字应用，带宽不再是选择适当示波器的便捷之道。但话虽如此，价格仍然是主要差别。全配置的采样示波器(50GHz)的价格低于□15万美元，而实时示波器的价格接近40万美元。设计人员必须要确定，实时示波◆器的出色灵活性是否与高成本相匹配。

　　噪声和信噪比

　　采样示波器和实时示波器有很多不同之处。采样ω示波器具有14位ADC和极︼宽的动态范围，能够查看ㄨ从几mV至全量程范围内的信号，无需衰减。因此，采样示波器在不同的V/格垂直轴设置中保持极低噪声。实时示波器的动态范围被限定在8位，但其有效位数约∮为6位。受限于信噪∴比，实时示波器必须利用衰减器/放大器以正确地显∞示几mV到几V的信号。这意味着，实时示波器的噪声要高于采样示波器。采样示波器的低噪声使其成为测量的“最佳标准”。然而，实时示波器不断改进，业已开始缩短两者在信号完整□　性上的差距。

　　频率响应

　　频率响应也是用户在选择实时示波器还是采样示波◥器时的考虑因素。一般来说，采样示波器不会使用数字信号处理(DSP)校正技术，其频率响应会缓慢下降(硬件响应)，看上去更像是高斯卐型。实时示波器采用DsP校正自身的频率响应。例如，Agilent DSOX93304Q在整个通带内使用乎坦频率√响应，这意味着它的增益变化在整个频率范围内不会超→过ldB。实时示波器的频率响应可以改变。一些示波器厂商提供多达5个具备不同特征的响应。在进行同类产品比较时，平坦响应与高斯响应可使两个测量极其不同。例如，高斯滚降会对测量╳造成影响并添加码间干扰。如果信号速度足够快，超出示波器的带宽，那么滚降速度较↑快的平坦响应会出现振铃。不论哪种情况，用户必须了解硬件对测量的影像。

　　时钟恢复的区◥别

　　时钟恢复是示波器测量的ぷ关键因素。它支持构建实时眼图、模板』测试和抖动分离。恢复时钟是用于测量比较的参考时钟。近来，采样示波器完全依赖硬件进行时钟恢复。由此，无论是外部时钟还是采样示波器提供的内部10MHz时钟，恢复系统都容易产生误差。如今这种情形已不复存在。安捷伦采样示波器现可提供基于软件的时钟恢复系统，非常适『合进行精确的时钟恢复。实时示波器往往使用软件时钟恢复，也可以用外时＠ 钟。软件时钟恢复的优势是不易产生硬件误差，无需考虑数据速率。

　　除了硬件时钟恢复和软件时钟恢复的区别之∏外，用户必须关注所使用的时钟恢复算法。采样示波器使用抖动传递函数(JTF)，实∑　时示波器使用0JTF。与JTF相比，0JTF能够∏减少更多的低频抖动。因此，实时示波器中的抖动明显低于采样示波器。两种示㊣波器使用相同的传递函数，即可重置抖动数目。采样示█波器的性能在最近得到了改善，可以更轻松地进行抖动比较。

　　何时使用采样示波器或实▽时示波器

　　过去，采样示波器具有最大带宽和固有抖动，性能远远优于实时示波器。在】过去十年里，实时示波器已经极大地缩短了两者的性能差距，向需要进行收发信机测试的用户提供灵活的选择——使用↙实时示波器还是采样示波器。采样示波器仍︻然具备较低抖动和极高动态范围，是在可控的环境内进行表征的理想工具。假设您的信号可重复或使用实时眼图进行∑捕获，采样示波器将会真实地描述信号。

　　实时示波器拥有出色的灵活性，使它更具吸引力。如果用户正在进ㄨ行调试，想要触发难以查找的事件，实时示波器是一个不错的选择。实时示波器的用户可从众多一致性测试、协议触发与解码、分析应用软件中选择自己所需。实时示波器还▲能测量单次捕获的抖动，非常适合分析故障根源。大多数标准使用实时示波器进行发射机测试。这意味着，用户需要借助实时示波器√确保设备的“一致性”。

　　结论

　　实时示波器对于大部分示波器应用来讲非常适用。实时示波器提供各种带宽范围，能够捕获单次事件和重复信号，已经缩短了与采样示波器在高频测量方面的差距▂(例如抖动和发射机表征)。如果您的应用包括要求低抖动和高动态范围的重复波形，采样示波器是一个不错的选择。采样↑示波器还具有较低的初始成本和模块◤化升级功能，非常适合电子和光生产测试应用。如果是在20GHz以上的★频率工作，不确定哪一种示波器合适，建议与同时生★产采样示波器和实时示波器的厂商联系。与仅生产实时示波器或采样示波器的厂商相比，他们更能帮助您选择最符々合需求的示波器类型。