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數(shù)字示波器品牌與選購(gòu)攻略
數(shù)字示波器品牌與選購(gòu)攻略
示波器是硬件研發(fā)、實(shí)驗(yàn)和維修中用途最為廣泛、功能強(qiáng)大的測(cè)量?jī)x器。它最基本的作用是把電子電路中的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成可視化圖像，直觀地展現(xiàn)電信號(hào)的實(shí)時(shí)變化、周期性記錄。
本文延續(xù)了之前《如何打造自己的低成本電子實(shí)驗(yàn)室？》一文，針對(duì)示波器做進(jìn)一步的攻略：
先說(shuō)說(shuō)我的大概情況，雖然我已經(jīng)做了10多年硬件開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)成型并實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)和板卡也挺多了，會(huì)用示波器的基本功能也經(jīng)常需要用到，用過(guò)模擬示波器，用過(guò)一兩千的國(guó)產(chǎn)數(shù)字示波器，也用過(guò)十多萬(wàn)的泰克，但是對(duì)示波器的選擇其實(shí)挺模糊的，所以最近上網(wǎng)找了各種資料重新學(xué)習(xí)了一下，對(duì)示波器的基礎(chǔ)需求做了梳理，知道了為什么有些示波器那么貴，為什么有的很便宜，我們一般工程師或者技術(shù)人員該怎么選擇示波器？本文盡量通俗易懂地講明白重要的內(nèi)容。
分為3部分來(lái)介紹：
示波器的作用
數(shù)字示波器的重要參數(shù)
品牌介紹與型號(hào)選擇
示波器的作用：
利用示波器能夠具體測(cè)試得到各種不同的電參數(shù)，如電壓、電流、頻率、相位等等，通過(guò)這些參數(shù)以及波形，又能分析到你所想要的目標(biāo)結(jié)果，太高深的我們不去深究，就舉幾個(gè)經(jīng)常用到的實(shí)用例子，相信各位同行都有同樣的經(jīng)驗(yàn)：
案例一、模擬信號(hào)中通過(guò)電源的紋波來(lái)分析該電源的質(zhì)量，有助于工程師來(lái)判斷紋波頻率、幅度，進(jìn)而來(lái)設(shè)計(jì)針對(duì)性的改善方案：
案例二、通過(guò)最為常用的觸發(fā)方式捕捉到數(shù)字波形來(lái)判斷簡(jiǎn)單的通信協(xié)議，有助于在調(diào)試外設(shè)時(shí)，設(shè)備之間的邏輯關(guān)系，來(lái)判斷自己的軟件是否存在bug，并快速修復(fù)和驗(yàn)證；數(shù)字示波器的存儲(chǔ)深度可以記錄一段時(shí)間內(nèi)所有的波形，使得轉(zhuǎn)瞬即逝的電信號(hào)直觀的延展開(kāi)來(lái)，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)接口導(dǎo)出到電腦上做更進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析：
案例三、在維修電路板中定位故障信號(hào)，通過(guò)波形幅度異常，同一組信號(hào)中很快發(fā)現(xiàn)不正常的數(shù)字波形，找到了2根信號(hào)短路在一起，而這種用萬(wàn)用表發(fā)現(xiàn)效率是很低的：
案例四、信號(hào)完整性分析，大到高速信號(hào)質(zhì)量的眼圖分析，小到一根信號(hào)線上的振鈴現(xiàn)象改善，改善前后通過(guò)示波器一目了然：
數(shù)字示波器的重要參數(shù)：
帶寬、采樣率、存儲(chǔ)深度、通道數(shù)、波形刷新率、時(shí)間軸寬度。
帶寬：是示波器的核心參數(shù)，決定了示波器的性能等級(jí)，大家知道，示波器本身也是電子電路組成，電路上的元器件對(duì)頻率有一個(gè)響應(yīng)范圍，一個(gè)示波器的性能越高，能處理的信號(hào)頻率越高，能捕捉到更高頻率的輸入信號(hào)。
而被測(cè)信號(hào)，往往是不同頻率疊加后的波形，如果示波器的帶寬很低，信號(hào)的高頻部分就會(huì)丟失，被測(cè)信號(hào)的波形就會(huì)失真。
帶寬的單位是(Hz)，帶寬對(duì)應(yīng)的是信號(hào)頻率。
示波器的帶寬和被測(cè)信號(hào)的頻率一般來(lái)講有個(gè)5倍關(guān)系，即100M采樣率的示波器，能檢測(cè)到的被測(cè)信號(hào)的最大頻率為20M。
采樣率：事實(shí)上我們看到的示波器上的波形，是一個(gè)個(gè)點(diǎn)連接起來(lái)組成的圖形，而這個(gè)點(diǎn)越密，則采樣率越高，波形越精準(zhǔn)，道理挺簡(jiǎn)單，放個(gè)圖看看就更加簡(jiǎn)單，圖中靠上的都是原始波形，左邊只有6個(gè)采樣點(diǎn)的情況下，失真很厲害，27個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)，波形更接近原波形：
采樣率的單位是(Sa/s)，其中Sa是sample的縮寫(xiě)，整個(gè)意思就是每秒的采樣點(diǎn)數(shù)量，比如我們常說(shuō)的采樣率為1GSa/s的示波器，就是1秒鐘能采樣1G個(gè)采樣點(diǎn)的意思。
存儲(chǔ)深度：代表了一次可以連續(xù)記錄的信號(hào)點(diǎn)的數(shù)量，它影響了波形回放的分辨率，這個(gè)存儲(chǔ)深度當(dāng)然是越大越好的，同樣的時(shí)間顯示單位下，存儲(chǔ)深度越大，波形越不容易失真。當(dāng)然存儲(chǔ)深度越大，需要更大的存儲(chǔ)器，存下來(lái)的數(shù)據(jù)還要顯示到屏幕上，兼顧用戶體驗(yàn)，所以對(duì)CPU的負(fù)荷也越高。
存儲(chǔ)深度這個(gè)參數(shù)的單位是(pts)，是points的縮寫(xiě)，意思就是采樣點(diǎn)，比如250Mpts，就代表了該示波器能存儲(chǔ)250M個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
通道數(shù)：名義上很好理解，就是你們能看到的示波器上探頭接入的數(shù)量，一般用用雙通道就夠了，示波器往往具備4通道或以上，還有混合通道，多路模擬+數(shù)字通道的配置，這種配置的示波器簡(jiǎn)稱MSO，它在普通示波器功能基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一定的邏輯分析功能。
波形刷新率：波形每秒鐘的刷新次數(shù)，示波器的屏幕刷新率一般就是幾十Hz，波形刷新率不等同于屏幕刷新率，示波器內(nèi)部有波形合成，示波器上顯示的一幅圖像，實(shí)際上是有多幀波形合成，更高的波形刷新率不容易漏過(guò)那些突變的波形，帶來(lái)更真實(shí)的展示。
波形刷新率的單位是(wfms/s)，意思就是每秒能刷新的波形數(shù)量。
