自從示波器問世以來,它一直是zui重要、zui常用的電子測試工具之一;由于電子技術的發展,示波器的能力也在不斷提升,其性能與價格也五花八門,市場參差不齊,本文從多方面闡述您如何選擇示波器。
了解您的信號?
您要知道您用示波器觀察什么?既您要捕捉并觀察的信號其典型性能是什么?您的信號是否有復雜的特性?您的信號是重復信號還是單次信號?您要測量的信號過渡過程帶寬,或者上升時間是多大?您打算用何種信號特性來觸發短脈沖、脈沖寬度、窄脈沖等?您打算同時顯示多少信號?
帶寬如何?
帶寬一般定義為正弦輸入信號幅度衰減到-3dB時的頻率,即70。7%,帶寬決定示波器對信號的基本測量能力。隨著信號頻率的增加,示波器對信號的準確顯示能力將下降,如果沒有足夠的帶寬,示波器將無法分辨高頻變化。幅度將出現失真,邊緣將會消失,細節數據將被丟失。如果沒有足夠的帶寬,得到的關于信號的所有特性,響鈴和振鳴等都毫無意義。
一個決定您所需要的示波器帶寬有效的經驗法則是“5倍準則”;即將您要測量的信號zui高頻率分量乘以5。這將會使您在測量中獲得高于2%的精度。
在某些應用場合,您不知道你的信號帶寬,但是您知道它的zui快上升時間,大多數字示波器的頻率響應用下面的公式來計算關聯帶寬和儀器的上升時間:Bw=0。35/信號的zui快上升時間。
帶寬有兩種類型:重復(或等效時間)帶寬和實時(或單次)帶寬。重復帶寬只適用于重復的信號,顯示來自于多次信號采集期間的采樣。實時帶寬是示波器的單次采樣中所能捕捉的zui高頻率,且當捕捉的事件不是經常出現時要求相當苛刻。實時帶寬與采樣速率在一起。
由于更寬的帶寬往往意味著更高的價格,因此應對照你的預算來評定通常要觀察信號的頻率成分。
采樣速率怎樣?
定義為每秒采樣次數(S/s),指數字示波器對信號采樣的頻率。示波器的采樣速率越快,所顯示的波形的分辨率和清晰度就高,重要信息和事件丟失的概率就越小。
如果需要觀測較長時間范圍內的慢變信號,則zui小采樣速率就變得較為重要。為了在顯示的波形記錄中保持固定的波形數,需要調整水平控制按鈕,而所顯示的采樣速率也將隨著水平調節按鈕的調節而變化。
如何計算采樣速率?計算方法取決于所測量的波形的類型,以及示波器所采用的信號重建方式。
為了準確地再現信號并避免混淆,奈奎斯定理規定:信號的采樣速率必須不小于其zui高頻率成分的兩倍。然而,這個定理的前提是基于無限長時間和連續的信號。由于沒有示波器可以提供無*的記錄長度,而且,從定義上看,低頻干擾是不連續的,所以采用兩倍于zui高頻率成分的采樣速率通常是不夠的。
實際上,信號的準確再現取決于其采樣速率和信號采樣點間隙所采用的插值法。一些示波器會為操作者提供以下選擇:測量正弦信號的正弦插值法,以及測量矩形波、脈沖和其他信號類型的線性插值法。
存儲深度是多少?
存儲深度是示波器所能存儲的采樣點多少的量度。如果您需要不間斷的捕捉一個脈沖串,則要求示波器有足夠的存儲器以便捕捉整個事件。將所要捕捉的時間長度除以重現信號所須的取樣速度,可以計算出所要求的存儲深度,也稱記錄長度。
存儲深度與取樣速度密切相關。您所需要的存儲深度取決于要測量的總時間跨度和所要求的時間分辨率。
示波器允許用戶選擇記錄長度,以便對一些操作中的細節進行優化。分析一個十分穩定的正弦信號,如只需要500點的記錄長度;但如果要解析一個復雜的數字數據流,則需要有一百萬個點或更多點的記錄長度。
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