數(shù)字示波器品牌與選購攻略

點擊次數(shù)：1275 更新時間：2021-06-23

　　數(shù)字示波器品牌與選購攻略

　　示波器是硬件研發(fā)、實驗和維修中用途最為廣泛、功能強(qiáng)大的測量儀器。它最基本的作用是把電子電路中的電信號轉(zhuǎn)換成可視化圖像，直觀地展現(xiàn)電信號的實時變化、周期性記錄。

　　本文延續(xù)了之前《如何打造自己的低成本電子實驗室？》一文，針對示波器做進(jìn)一步的攻略：

　　先說說我的大概情況，雖然我已經(jīng)做了10多年硬件開發(fā)，開發(fā)成型并實際應(yīng)用的產(chǎn)和板卡也挺多了，會用示波器的基本功能也經(jīng)常需要用到，用過模擬示波器，用過一兩千的國產(chǎn)數(shù)字示波器，也用過十多萬的泰克，但是對示波器的選擇其實挺模糊的，所以最近上網(wǎng)找了各種資料重新學(xué)習(xí)了一下，對示波器的基礎(chǔ)需求做了梳理，知道了為什么有些示波器那么貴，為什么有的很便宜，我們一般工程師或者技術(shù)人員該怎么選擇示波器？本文盡量通俗易懂地講明白重要的內(nèi)容。

　　分為3部分來介紹：

　　示波器的作用

　　數(shù)字示波器的重要參數(shù)

　　品牌介紹與型號選擇

　　示波器的作用：

　　利用示波器能夠具體測試得到各種不同的電參數(shù)，如電壓、電流、頻率、相位等等，通過這些參數(shù)以及波形，又能分析到你所想要的目標(biāo)結(jié)果，太高深的我們不去深究，就舉幾個經(jīng)常用到的實用例子，相信各位同行都有同樣的經(jīng)驗：

　　案例一、模擬信號中通過電源的紋波來分析該電源的質(zhì)量，有助于工程師來判斷紋波頻率、幅度，進(jìn)而來設(shè)計針對性的改善方案：

　　案例二、通過最為常用的觸發(fā)方式捕捉到數(shù)字波形來判斷簡單的通信協(xié)議，有助于在調(diào)試外設(shè)時，設(shè)備之間的邏輯關(guān)系，來判斷自己的軟件是否存在bug，并快速修復(fù)和驗證；數(shù)字示波器的存儲深度可以記錄一段時間內(nèi)所有的波形，使得轉(zhuǎn)瞬即逝的電信號直觀的延展開來，也可以通過數(shù)據(jù)接口導(dǎo)出到電腦上做更進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析：

　　案例三、在維修電路板中定位故障信號，通過波形幅度異常，同一組信號中很快發(fā)現(xiàn)不正常的數(shù)字波形，找到了2根信號短路在一起，而這種用萬用表發(fā)現(xiàn)效率是很低的：

　　案例四、信號完整性分析，大到高速信號質(zhì)量的眼圖分析，小到一根信號線上的振鈴現(xiàn)象改善，改善前后通過示波器一目了然：

　　數(shù)字示波器的重要參數(shù)：

　　帶寬、采樣率、存儲深度、通道數(shù)、波形刷新率、時間軸寬度。

　　帶寬：是示波器的核心參數(shù)，決定了示波器的性能等級，大家知道，示波器本身也是電子電路組成，電路上的元器件對頻率有一個響應(yīng)范圍，一個示波器的性能越高，能處理的信號頻率越高，能捕捉到更高頻率的輸入信號。

　　而被測信號，往往是不同頻率疊加后的波形，如果示波器的帶寬很低，信號的高頻部分就會丟失，被測信號的波形就會失真。

　　帶寬的單位是(Hz)，帶寬對應(yīng)的是信號頻率。

　　示波器的帶寬和被測信號的頻率一般來講有個5倍關(guān)系，即100M采樣率的示波器，能檢測到的被測信號的最大頻率為20M。

　　采樣率：事實上我們看到的示波器上的波形，是一個個點連接起來組成的圖形，而這個點越密，則采樣率越高，波形越精準(zhǔn)，道理挺簡單，放個圖看看就更加簡單，圖中靠上的都是原始波形，左邊只有6個采樣點的情況下，失真很厲害，27個采樣點時，波形更接近原波形：

　　采樣率的單位是(Sa/s)，其中Sa是sample的縮寫，整個意思就是每秒的采樣點數(shù)量，比如我們常說的采樣率為1GSa/s的示波器，就是1秒鐘能采樣1G個采樣點的意思。

　　存儲深度：代表了一次可以連續(xù)記錄的信號點的數(shù)量，它影響了波形回放的分辨率，這個存儲深度當(dāng)然是越大越好的，同樣的時間顯示單位下，存儲深度越大，波形越不容易失真。當(dāng)然存儲深度越大，需要更大的存儲器，存下來的數(shù)據(jù)還要顯示到屏幕上，兼顧用戶體驗，所以對CPU的負(fù)荷也越高。

　　存儲深度這個參數(shù)的單位是(pts)，是points的縮寫，意思就是采樣點，比如250Mpts，就代表了該示波器能存儲250M個點的數(shù)據(jù)。

　　通道數(shù)：名義上很好理解，就是你們能看到的示波器上探頭接入的數(shù)量，一般用用雙通道就夠了，示波器往往具備4通道或以上，還有混合通道，多路模擬+數(shù)字通道的配置，這種配置的示波器簡稱MSO，它在普通示波器功能基礎(chǔ)上實現(xiàn)了一定的邏輯分析功能。

　　波形刷新率：波形每秒鐘的刷新次數(shù)，示波器的屏幕刷新率一般就是幾十Hz，波形刷新率不等同于屏幕刷新率，示波器內(nèi)部有波形合成，示波器上顯示的一幅圖像，實際上是有多幀波形合成，更高的波形刷新率不容易漏過那些突變的波形，帶來更真實的展示。

　　波形刷新率的單位是(wfms/s)，意思就是每秒能刷新的波形數(shù)量。

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