示波器参数详解

一、带宽
带宽:示波器测得的单频信号幅度与实际幅度值相差小于3dB的频率范围。
下图1的横轴是被测信号频率与示波器带宽的比值,纵轴是测量的幅值与信号实际幅值的百分比。 当单频信号的频率与示波器带宽比值相等时,测量的幅度值比实际值低3dB。从图上可以看出,测量到的幅度值总是小于实际的幅度值,要想幅度误差小,需要信号频率与示波器带宽之比足够小。
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二、采样率
采样率:单位时间内采样点的数量
经常看到示波器上类似于这样的标注:500MHz,4GSa/s。采样率跟带宽是什么关系呢?经典的采样定理表达了这样一种意思:采样率至少大于信号最高频率的两倍才能重构原信号。也就是说采样率至少需要大于带宽的两倍。带宽和采样率不够的话,将无法捕捉到非常短的尖刺,如下图2:
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三、存储深度
存储深度:能存储的采样点的最大数目,取决于示波器存储容量的大小。存储深度与记录时间长度,采样率的关系如下:
存储深度=捕获时间长度×当前采样率
举个例子:示波器水平刻度调为100ms/div,水平方向共10格,存储深度为10M,最大采样率为4G。水平方向记录时间长度为100ms×10=1s,采样率×1s=10M,采样率将被限制为10M。通常示波器会自动调整采样率。
四、波形捕获率
波形捕获率:单位时间内波形刷新的次数。
前面有提到,示波器的采样并不是连续不断,而是采样一段时间后,需要对所采集的数据进行处理,处理完后才能再次采样。示波器捕获一次波形的时间包括数据采集时间和数据处理时间。在数据处理时间内,示波器对信号是“闭眼”状态,这段时间叫死区时间。所以,数字示波器仅可以测量到信号的一部分快照。如图3
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相比于波形捕获率,死区时间占用采集周期时间的百分比才更重要。现实中的电路故障大部分都是以很小的概率出现,而示波器又只能捕获信号的一小部分,信号的大部分都已遗漏,故障信号有很大的概率出现在遗漏的信号中。这给我们找出故障带来极大的困难。图4可以帮助理解死区时间的影响。
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