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示波器怎么选?数字示波器品牌与选购攻略!

工程师
2023-03-02 17:14:03     打赏

示波器是硬件研发、实验和维修中用途最为广泛、功能强大的测量仪器。它最基本的作用是把电子电路中的电信号转换成可视化图像,直观地展现电信号的实时变化、周期性记录。

那么一般工程师或者技术人员该怎么选择示波器?

分为4部分来介绍:

  1. 示波器的作用

  2. 数字示波器的重要参数

  3. 品牌介绍与型号选择

示波器的作用:

利用示波器能够具体测试得到各种不同的电参数,如电压、电流、频率、相位等等,通过这些参数以及波形,又能分析到你所想要的目标结果,太高深的我们不去深究,就举几个经常用到的实用例子,相信各位同行都有同样的经验:

  • 案例一、模拟信号中通过电源的纹波来分析该电源的质量,有助于工程师来判断纹波频率、幅度,进而来设计针对性的改善方案:

  • 案例二、通过最为常用的触发方式捕捉到数字波形来判断简单的通信协议,有助于在调试外设时,设备之间的逻辑关系,来判断自己的软件是否存在bug,并快速修复和验证;数字示波器的存储深度可以记录一段时间内所有的波形,使得转瞬即逝的电信号直观的延展开来,也可以通过数据接口导出到电脑上做更进一步的数据分析:

  • 案例三、在维修电路板中定位故障信号,通过波形幅度异常,同一组信号中很快发现不正常的数字波形,找到了2根信号短路在一起,而这种用万用表发现效率是很低的:

  • 案例四、信号完整性分析,大到高速信号质量的眼图分析,小到一根信号线上的振铃现象改善,改善前后通过示波器一目了然:

数字示波器的重要参数:

带宽、采样率、存储深度、通道数、波形刷新率、时间轴宽度

带宽:是示波器的核心参数,决定了示波器的性能等级,大家知道,示波器本身也是电子电路组成,电路上的元器件对频率有一个响应范围,一个示波器的性能越高,能处理的信号频率越高,能捕捉到更高频率的输入信号。

而被测信号,往往是不同频率叠加后的波形,如果示波器的带宽很低,信号的高频部分就会丢失,被测信号的波形就会失真。

带宽的单位是(Hz),带宽对应的是信号频率。

示波器的带宽和被测信号的频率一般来讲有个5倍关系,即100M采样率的示波器,能检测到的被测信号的最大频率为20M。

采样率:事实上我们看到的示波器上的波形,是一个个点连接起来组成的图形,而这个点越密,则采样率越高,波形越精准,道理挺简单,放个图看看就更加简单,图中靠上的都是原始波形,左边只有6个采样点的情况下,失真很厉害,27个采样点时,波形更接近原波形:

采样率的单位是(Sa/s),其中Sa是sample的缩写,整个意思就是每秒的采样点数量,比如我们常说的采样率为1G Sa/s的示波器,就是1秒钟能采样1G个采样点的意思。

存储深度:代表了一次可以连续记录的信号点的数量,它影响了波形回放的分辨率,这个存储深度当然是越大越好的,同样的时间显示单位下,存储深度越大,波形越不容易失真。当然存储深度越大,需要更大的存储器,存下来的数据还要显示到屏幕上,兼顾用户体验,所以对CPU的负荷也越高。

存储深度这个参数的单位是(pts),是points的缩写,意思就是采样点,比如250Mpts,就代表了该示波器能存储250M个点的数据。

通道数:名义上很好理解,就是你们能看到的示波器上探头接入的数量,一般用用双通道就够了,高端示波器往往具备4通道或以上,还有混合通道,多路模拟+数字通道的配置,这种配置的示波器简称MSO,它在普通示波器功能基础上实现了一定的逻辑分析功能。

波形刷新率:波形每秒钟的刷新次数,示波器的屏幕刷新率一般就是几十Hz,波形刷新率不等同于屏幕刷新率,示波器内部有波形合成,示波器上显示的一幅图像,实际上是有多帧波形合成,更高的波形刷新率不容易漏过那些突变的波形,带来更真实的展示。

波形刷新率的单位是(wfms/s),意思就是每秒能刷新的波形数量。




专家
2023-03-02 20:45:36     打赏
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2023-03-02 20:54:42     打赏
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2023-03-02 20:57:28     打赏
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