關(guān)于數(shù)字示波器的一些常識

什么是示波器？示波器的工作原理是什么？

示波器測量電信號的電壓電平隨時間發(fā)生的變化。示波器屏幕可用作圖形顯示，縱軸 (Y) 顯示電壓電平，橫軸 (X) 顯示時間。屏幕上的曲線表示信號波形，顯示電壓電平隨時間發(fā)生的變化。現(xiàn)代數(shù)字示波器通過數(shù)字化處理將信號電壓轉(zhuǎn)換成一系列數(shù)值（采樣點），以便提供數(shù)字信號處理的優(yōu)勢。數(shù)字示波器上顯示的此類數(shù)字化波形可分析幅度、頻率、上升時間、時間間隔、失真和其他多種特性。

大部分示波器具有多個通道，每個通道可以并行處理單獨信號。示波器還能夠測量任何可以轉(zhuǎn)換成電信號（表示當前信號強度）的信號，例如聲音或其他振動信號。

示波器有哪些用途？

現(xiàn)代數(shù)字示波器支持多種特定測量和應用，以排查電路故障或查看所捕獲信號的質(zhì)量。例如，示波器支持串行總線觸發(fā)和解碼以進行調(diào)試和一致性測試（如 USB 或以太網(wǎng)一致性測試）、抖動測量、使用波特圖功能的頻率響應分析、功率電子測量、混合信號設(shè)計的數(shù)字信號分析、EMI 分析和 汽車電子雷達 調(diào)試。

什么是示波器帶寬？

帶寬是最重要的示波器特性。帶寬單位為赫茲，代表示波器可精確測量的頻率范圍。從技術(shù)角度而言，示波器帶寬相當于示波器前端輸入放大器（具有低通特性）的模擬帶寬。帶寬定義為輸入信號衰減 3 分貝 (dB) 時的頻率，相當于信號幅度大約降低至原始值的 70.7%。這意味著示波器無法準確測量此頻率或更高頻率的信號。

我需要多大的示波器帶寬？

1. 對于矩形時鐘信號等非正弦波形，示波器帶寬應至少為時鐘信號基頻的 3 倍以支持解碼或調(diào)試，或至少為時鐘信號的 5 倍以支持一致性測試。

2. 對于非周期信號，必須考慮上升時間 (t_r)，即信號的最快/最陡邊沿。在這種情況下，所需的最小示波器帶寬 f_BW 可以根據(jù) f_BW = 0.5/f_r 進行估計。

什么是采樣率？

采樣率是數(shù)字示波器每秒可捕獲的采樣點（離散值）數(shù)量。采樣率決定所捕獲波形的水平分辨率。因此，采樣率界定示波器可記錄的信號細節(jié)情況。例如，如果采樣率較低，示波器無法測量快速變化的信號的所有細節(jié)。

什么是示波器觸發(fā)？示波器觸發(fā)的工作原理是什么？

示波器的觸發(fā)設(shè)置決定示波器開始捕獲信號的時間。示波器觸發(fā)功能的基本概念是，部分輸入信號會被饋入比較器電路。一旦波形的電壓達到預先定義的觸發(fā)條件（例如，電壓超過閾值），數(shù)據(jù)采集將啟動。示波器觸發(fā)功能還可以在屏幕上將重復信號顯示為正弦波等固定波形。

借助數(shù)字觸發(fā)，可以在模數(shù)轉(zhuǎn)換器后觸發(fā)已經(jīng)數(shù)字化的數(shù)據(jù)。這會產(chǎn)生極低的觸發(fā)抖動，且觸發(fā)功能始終利用完整的示波器帶寬。這還支持可調(diào)觸發(fā)遲滯等強大的觸發(fā)功能。

我應該購買哪種示波器？

關(guān)鍵因素在于待測信號的頻率。示波器帶寬決定可測量的最大頻率。經(jīng)驗法則表明，示波器帶寬應為待測頻率的三到五倍。另外，選擇合適的示波器時，測量應用場景也非常重要。這包括：

入門級示波器，帶寬介于50MHZ至1GHZ，滿足入門教學和專業(yè)應用的預算需求，并提供全面的更新功能；

通用臺式示波器，具備深存儲和只能分析選件，例如使用波特圖的頻率響應分析選件；

高性能示波器，帶寬高達16GHZ，具備實時去嵌、快速波形捕獲率、低噪聲和*的高性能數(shù)字觸發(fā)功能。

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