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挑选示波器时要注意的几个重要参数

作者:博宇讯铭

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器,几乎所有电子产品的生产研发都需要应用到示波器。示波器通过把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。我们目前常用的示波器一般为数字示波器、数字示波器的工作方式是通过模拟转换器(ADC)把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值,并对样值进行存储,存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止,随后,数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO),数字荧光示波器(DPO)和采样示波器三种。

在实际应用中示波器除了可以观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等。而在生产制造上,示波器主要应用于通用电子测试、工业自动化、汽车、大学的研究实验室、航空航天,国防产业、半导体、5G、以及人工智能、新能源等行业。示波器本身因为仪器检测精度测量范围等差距价格跨度很大,从几千到上百万不等。那么选择示波器时一般都是从以下几个指标来参考。


示波器


带宽:示波器本身工作原理是把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,而带宽则是表示示波器可以识别的电信号的一个范围。在选择示波器时,通常需要遵循“五倍法则”,即保证示波器带宽为待测信号带宽的五倍以上,这样才能保证该示波器能以最小的信号衰减捕捉到被测信号的5次谐波,同时,也可以保证被测波形的衰减≤2%,测试精度不低于98%。

垂直分辨率:示波器的垂直分辨率是衡量示波器将电压转换为数字量的精细程度的重要指标,主要由所用模数转换器(ADC)的分辨率决定。模数转换器按照固定的电压间隔对模拟信号进行量化,从而将模拟信号转换为数字量,模数转换器对模拟信号分段的数量即为分辨率,通常用bit作为分辨率单位,当垂直分辨率为n bit时,那么垂直方向上信号可以被切分为2n段。

采样率:又称采样速度,代表示波器每秒从连续信号中提取并形成离散信号的采样数量,它使用赫兹(Hz)来表示,一般来说,如果被测信号带宽不到采样频率的一半,那么此时这些离散的采样点能够完全表示原信号。高于或等于一半的频率分量会导致混叠现象。大多数应用都要求避免混叠,混叠问题的严重程度与这些混叠频率分量的相对强度有关。也就是说示波器采样率必须是待测信号中最大频率的两倍,这样才能保证从信号采样中恢复原始信号。


示波器


最高波形捕获率:指的是示波器在单位时间(每秒)内捕获到的波形数量,示波器屏幕显示出的一个波形到显示出下一个波形中间的时间称为死区时间,所以示波器最大波形捕获率越高,每秒捕获到波形所占用时间越多,反应时间(死区时间)也就越短。所有的示波器都有一个内在特性,称为“死区时间”。这是示波器进行每一次重复采集之间的时间,此时其正在处理先前采集的波形。在示波器的死区时间期间,任何出现的信号将会丢失。波形捕获率越高,死区时间越短,捕获到异常波形的概率越大。

最大存储深度:对于数字示波器,其最大存储深度是一定的,但是在实际测试中所使用的存储长度却是可变的。存储深度遵循这个公式:存储深度=采样率×采样时间,存储深度固定,采样率越高,采样时间就越短,他们之间是一个反比关系。存储深度随采样时间增加到最大存储深度后,如果继续增加采样时间,采样率会自动下降,存储深度保持不变。同时由存储关系式知道:提高示波器的存储深度可以间接提高示波器的采样率,但不能提高示波器采样率上线,当要测量较长时间的波形时,由于存储深度是固定的,所以只能降低采样率来达到,但这样势必造成波形质量的下降;如果增大存储深度,则可以以更高的采样率来测量,以获取不失真的波形。

博宇讯铭小建议:以上几个指标就是示波器的主要参数,在购买示波器时也要根据待测物参数来综合考虑。

免责声明:本文全部内容涉及到的产品信息、商标、著作权等内容均来自于各自厂商的网站或彩页,版权归其所有,引用的目的在于传递更多信息。本文所有内容仅供参考,不是相关的建议和推荐。本文所有内容均用于传递更多信息,不承担因疏忽或失误造成的直接责任和连带责任。
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挑选示波器时要注意的几个重要参数

作者:博宇讯铭

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器,几乎所有电子产品的生产研发都需要应用到示波器。示波器通过把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。我们目前常用的示波器一般为数字示波器、数字示波器的工作方式是通过模拟转换器(ADC)把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值,并对样值进行存储,存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止,随后,数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO),数字荧光示波器(DPO)和采样示波器三种。

在实际应用中示波器除了可以观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等。而在生产制造上,示波器主要应用于通用电子测试、工业自动化、汽车、大学的研究实验室、航空航天,国防产业、半导体、5G、以及人工智能、新能源等行业。示波器本身因为仪器检测精度测量范围等差距价格跨度很大,从几千到上百万不等。那么选择示波器时一般都是从以下几个指标来参考。


示波器


带宽:示波器本身工作原理是把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,而带宽则是表示示波器可以识别的电信号的一个范围。在选择示波器时,通常需要遵循“五倍法则”,即保证示波器带宽为待测信号带宽的五倍以上,这样才能保证该示波器能以最小的信号衰减捕捉到被测信号的5次谐波,同时,也可以保证被测波形的衰减≤2%,测试精度不低于98%。

垂直分辨率:示波器的垂直分辨率是衡量示波器将电压转换为数字量的精细程度的重要指标,主要由所用模数转换器(ADC)的分辨率决定。模数转换器按照固定的电压间隔对模拟信号进行量化,从而将模拟信号转换为数字量,模数转换器对模拟信号分段的数量即为分辨率,通常用bit作为分辨率单位,当垂直分辨率为n bit时,那么垂直方向上信号可以被切分为2n段。

采样率:又称采样速度,代表示波器每秒从连续信号中提取并形成离散信号的采样数量,它使用赫兹(Hz)来表示,一般来说,如果被测信号带宽不到采样频率的一半,那么此时这些离散的采样点能够完全表示原信号。高于或等于一半的频率分量会导致混叠现象。大多数应用都要求避免混叠,混叠问题的严重程度与这些混叠频率分量的相对强度有关。也就是说示波器采样率必须是待测信号中最大频率的两倍,这样才能保证从信号采样中恢复原始信号。


示波器


最高波形捕获率:指的是示波器在单位时间(每秒)内捕获到的波形数量,示波器屏幕显示出的一个波形到显示出下一个波形中间的时间称为死区时间,所以示波器最大波形捕获率越高,每秒捕获到波形所占用时间越多,反应时间(死区时间)也就越短。所有的示波器都有一个内在特性,称为“死区时间”。这是示波器进行每一次重复采集之间的时间,此时其正在处理先前采集的波形。在示波器的死区时间期间,任何出现的信号将会丢失。波形捕获率越高,死区时间越短,捕获到异常波形的概率越大。

最大存储深度:对于数字示波器,其最大存储深度是一定的,但是在实际测试中所使用的存储长度却是可变的。存储深度遵循这个公式:存储深度=采样率×采样时间,存储深度固定,采样率越高,采样时间就越短,他们之间是一个反比关系。存储深度随采样时间增加到最大存储深度后,如果继续增加采样时间,采样率会自动下降,存储深度保持不变。同时由存储关系式知道:提高示波器的存储深度可以间接提高示波器的采样率,但不能提高示波器采样率上线,当要测量较长时间的波形时,由于存储深度是固定的,所以只能降低采样率来达到,但这样势必造成波形质量的下降;如果增大存储深度,则可以以更高的采样率来测量,以获取不失真的波形。

博宇讯铭小建议:以上几个指标就是示波器的主要参数,在购买示波器时也要根据待测物参数来综合考虑。

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