示波器是電子設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)工具，用于測(cè)量信號(hào)隨時(shí)間的變化。在數(shù)字萬(wàn)用表之后，示波器通常是電子測(cè)試臺(tái)上第二個(gè)常見(jiàn)的設(shè)備！

俗話說(shuō)，工欲善其事必先利其器，找一款適合的基礎(chǔ)工具，才能更高效地進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)試，避免踩坑。

那么，示波器的特點(diǎn)有那么多，我們最需要關(guān)注哪些呢？

其實(shí)選購(gòu)示波器最需要記住的，就四條：帶寬，采樣率，存儲(chǔ)深度 和 波形刷新率。

如何選擇的示波器?

首先，您應(yīng)該了解將要測(cè)量的信號(hào)類型。您是在使用正弦波或具有短TTL脈沖的數(shù)字系統(tǒng)對(duì)模擬系統(tǒng)進(jìn)行故障排除嗎？您需要尋找快速間歇性的峰值嗎？您打算測(cè)量的信號(hào)的預(yù)期電壓范圍和頻率是多少？

在查看品牌商針對(duì)特定功能的規(guī)范時(shí)，了解規(guī)范的確定方式非常重要。如果它是一個(gè)高質(zhì)量的范圍，數(shù)據(jù)表上通常會(huì)有大量的腳注說(shuō)明規(guī)范是如何得出和/或測(cè)量的。了解規(guī)格是否在制造過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量和校準(zhǔn)也很重要。對(duì)于您的應(yīng)用中的關(guān)鍵規(guī)格，我們建議您避開(kāi)規(guī)格表中的“典型"一詞，因?yàn)榈湫椭荡蠖鄶?shù)都是為拼數(shù)據(jù)做出來(lái)的，無(wú)法滿足特殊測(cè)量要求。

示波器中的帶寬是多少？

很顯然，帶寬通常是人們考慮的個(gè)規(guī)格，示波器的帶寬通常定義為示波器可以測(cè)量的頻率，不會(huì)由前端放大器引起顯著失真。大多數(shù)示波器制造商在3 dB點(diǎn)此值，相當(dāng)于幅度損失約30％。

這一限制導(dǎo)致許多工程師在選擇示波器帶寬時(shí)往往使用“五倍原則"。從本質(zhì)上講，這意味著如果您要測(cè)量100 MHz信號(hào)，則需要使用500 MHz示波器來(lái)確保正確捕獲和測(cè)量信號(hào)。

特別說(shuō)明的是，探頭也是組成測(cè)量系統(tǒng)的重要一環(huán)，若測(cè)試中使用到探頭，則必須考慮探頭對(duì)帶寬的影響。

示波器的帶寬同時(shí)還可以確定示波器可以測(cè)量的上升沿時(shí)間。示波器對(duì)測(cè)量信號(hào)的幅度上有衰減。根據(jù)上升時(shí)間的定義，幅度的誤差必然會(huì)導(dǎo)致上升時(shí)間的出錯(cuò)，從而引入了誤差。在日常使用中，對(duì)示波器測(cè)得的上升時(shí)間，必須考慮到示波器對(duì)其的影響。通常來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)示波器的帶寬，引入一個(gè)示波器自身上升時(shí)間的概念

Ttro，其定義為Ttro=0.35/BW，BW即為示波器的帶寬。對(duì)于200MHz的示波器，可得

Ttro=0.35/200MHz=0.35*5ns=1.75ns.

而對(duì)于上升時(shí)間為T的信號(hào)來(lái)說(shuō)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，可以得出測(cè)量的上升時(shí)間為

Tmea = sqrt(Ttro^2+ T^2)

T與Tmea的差距，就是測(cè)量的誤差了。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，測(cè)量的上升時(shí)間還可以評(píng)價(jià)示波器帶寬是否滿足其標(biāo)定帶寬的方法。給示波器輸入一個(gè)上升沿極快的信號(hào)，其上升時(shí)間為ps級(jí)別的。這樣在公式中T是可以忽略不計(jì)的，公式中起作用的為示波器自身的Ttro。此時(shí)示波器的測(cè)量值，應(yīng)當(dāng)小于其計(jì)算的上升時(shí)間(因?yàn)槭静ㄆ鞯膸捠橇粲性Ａ康?。

下表提供了不同邏輯系統(tǒng)的典型帶寬和上升時(shí)間。

示波器采樣率

示波器的采樣率決定了測(cè)量波形的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。建議您至少選擇兩倍于您嘗試測(cè)量的波形的采樣率。為了確保您在波形中發(fā)現(xiàn)任何瞬態(tài)事件，是所需采樣率的四到五倍。

采樣率應(yīng)顯著高于待測(cè)任何采樣波形的頻率。

采樣率通常為Gsample / s或Msample / s。大多數(shù)示波器規(guī)格提供兩種不同的采樣率。個(gè)（通常是更大的采樣率）假設(shè)您使用了一半的可用通道，第二個(gè)假設(shè)使用所有通道，這意味著如果您只使用雙通道示波器的一個(gè)通道，則將獲得更高的采樣率。

存儲(chǔ)深度

為了能夠查看和/或分析您的信號(hào)，您不僅需要具有正確的帶寬和采樣率，還需要足夠的存儲(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)信號(hào)。制造商將內(nèi)存為Max Memory Depth。這通常在Mpoints或kpoints中。簡(jiǎn)單吧？選擇的Max Memory Depth并進(jìn)行設(shè)置。

示波器需要具有處理能力來(lái)存儲(chǔ)信號(hào)并將其檢索以在屏幕上顯示。因此，如果您嘗試調(diào)試具有小故障的數(shù)字系統(tǒng)，則需要深入挖掘以確保示波器能夠捕獲此故障并允許您啟動(dòng)調(diào)試工作。

波形刷新率

示波器波形刷新速率定義了采集信號(hào)的處理速度，發(fā)送到屏幕，然后重新開(kāi)始采集。波形更新速率以Wfms / s（每秒波形數(shù)）。當(dāng)示波器不測(cè)量您的信號(hào)時(shí)，處理時(shí)間基本上是“死區(qū)時(shí)間"。因此，您需要確保示波器波形更新速率與您期望測(cè)量的信號(hào)相匹配。

其他考慮因素

我們?cè)趯彶楹瓦x擇示波器時(shí)其他因素還包括分辨率和測(cè)量精度等。我們還考慮了示波器的易用性，以及前面板在找到關(guān)鍵功能時(shí)的直觀性。示波器上提供的一組強(qiáng)大的測(cè)量功能將使工程師在對(duì)電路進(jìn)行故障排除或測(cè)試時(shí)更輕松。

除了前面板的布局外，我們還考慮了屏幕尺寸。大型高分辨率屏幕可以更輕松地顯示多個(gè)測(cè)量值并找到那些麻煩的瞬態(tài)信號(hào)。

除此之外，可升級(jí)性，附件的多少同樣是示波器選型需要重視的項(xiàng)目。

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