| 您每天都依賴(lài)示波器,，面對(duì)各種不同型號(hào)的示波器，應(yīng)怎樣適當(dāng)?shù)倪x擇它來(lái)滿(mǎn)足您的要求呢,？正確地選擇示波器成了一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,。
在示波器選擇過(guò)程開(kāi)始前，您可能會(huì)考慮價(jià)格范圍,。但示波器的價(jià)格取決于許多因素,，包括帶寬、取樣率,、信息數(shù)量和內(nèi)存深度,。如果單純根據(jù)價(jià)格購(gòu)買(mǎi)示波器，您可能并不能得到所需的性能,。相反,，應(yīng)該考慮產(chǎn)品的價(jià)值。
您需要多少帶寬,？
我們已經(jīng)處于數(shù)字示波器時(shí)代,，與僅考慮模擬放大器的帶寬相比，應(yīng)更多地考慮示波器帶寬,，為了保證示波器為應(yīng)用提供足夠的帶寬,，您必需考慮示波器將要考察的信號(hào)帶寬。
帶寬是示波器zui重要的特點(diǎn),，因?yàn)樗鼪Q定著顯示的信號(hào)范圍,，它在很大程度上還決定著用戶(hù)需要支付的價(jià)格。在制定帶寬決策時(shí),，您必需把當(dāng)前有限的預(yù)算與實(shí)驗(yàn)室中示波器使用期間預(yù)計(jì)的需求平衡起來(lái),。
在當(dāng)前的數(shù)字技術(shù)中，系統(tǒng)時(shí)鐘通常是示波器可能顯示的頻率zui高的信號(hào),。示波器的帶寬至少應(yīng)該比這一頻率高三倍,，以合理地顯示這個(gè)信號(hào)的形狀。
系統(tǒng)中決定示波器帶寬要求的另一個(gè)信號(hào)特點(diǎn)是信號(hào)的上升時(shí)間,。由于您可能看到的不只是純正弦波,，因此在超出信號(hào)基礎(chǔ)頻率的頻率上，信號(hào)將包含諧波。例如,，如果您考察的是方形波,，那么信號(hào)包含的頻率至少要比信號(hào)的基礎(chǔ)頻率高10倍。如果在考察方形波等信號(hào)時(shí)不能保證相應(yīng)的示波器帶寬,，您將在示波器顯示屏上看到圓形的邊沿,。這進(jìn)而會(huì)影響測(cè)量精度。
這里有簡(jiǎn)單的公式,，可幫助您根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)確定相應(yīng)的示波器帶寬。
1. 信號(hào)帶寬=0.5/信號(hào)上升時(shí)間
2. 示波器帶寬=2×信號(hào)帶寬
3. 示波器實(shí)時(shí)取樣率=4×示波器帶寬
示波器要有足夠的帶寬,，以便捕捉和顯示目前和將來(lái)應(yīng)用中zui快速的信號(hào),。通用的經(jīng)驗(yàn)是：示波器帶寬至少是被測(cè)zui快信號(hào)頻率的三倍。
您需要多少條信道,？
乍一看,，信道數(shù)量似乎是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。畢竟,，不是所有示波器都配有兩條信道或四條信道嗎,？沒(méi)別的了！數(shù)字內(nèi)容遍布當(dāng)前設(shè)計(jì)中的任何地方,，不管數(shù)字內(nèi)容在設(shè)計(jì)中的比重高低,，傳統(tǒng)的2信道或4信道示波器都并不能一直提供觸發(fā)和查看所有感興趣的信號(hào)所需的信道數(shù)量。如果您遇到這種情況,，您就會(huì)了解構(gòu)建外部硬件或編寫(xiě)軟件隔離感興趣的活動(dòng)時(shí)涉及的問(wèn)題,。
對(duì)當(dāng)前是益發(fā)展的數(shù)字領(lǐng)域，一種全新的示波器已經(jīng)增強(qiáng)了示波器在數(shù)字應(yīng)用和嵌入式調(diào)試應(yīng)用中的應(yīng)用,?；旌闲盘?hào)示波器（通常稱(chēng)為MSO）除典型示波器的2條或4條示波器信道外，還緊密地插入另外16條邏輯定時(shí)信道,。其結(jié)果,，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)全功能示波器，提供了zui多20條時(shí)間相關(guān)的觸發(fā),、采集和查看信道,。
我們將以常見(jiàn)的8bit數(shù)據(jù)總線(xiàn)應(yīng)用為例，介紹怎樣使用混合信號(hào)示波器進(jìn)行日常調(diào)試,。為隔離數(shù)據(jù)的寫(xiě)入周期,，您必需對(duì)8位信號(hào)的組合觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。4信道示波器本身不足以滿(mǎn)足這一基本測(cè)量要求,。
如圖2所示,，8條邏輯定時(shí)信道用來(lái)設(shè)置在8位數(shù)據(jù)線(xiàn)同時(shí)為上升沿時(shí)觸發(fā)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)線(xiàn)的測(cè)量可以方便地查找信號(hào)傳輸中存在的問(wèn)題，減少產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,。
你所要求的取樣速率是多少,？
如前所述，在評(píng)估示波器時(shí),，取樣速率是一個(gè)非常重要的考慮指標(biāo),。為什么呢？
大多數(shù)示波器采用插入形式,，在兩條或多條信道耦合模數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí),，其僅在四信道示波器中的一條或兩條信道上提供zui大的取樣速率，從而可以提高取樣速率,。許多制造商在示波器的主要技術(shù)指標(biāo)中僅強(qiáng)調(diào)這種zui大化的取樣速率,，而不會(huì)告訴用戶(hù)該取樣速率僅適用于一條信道！如果您希望購(gòu)買(mǎi)一個(gè)4信道示波器,，那么事實(shí)上您希望不僅僅在一條信道上使用和獲得全部帶寬,。
回憶一下第1個(gè)考慮因素中給出的公式，示波器的取樣速率至少應(yīng)該是示波器帶寬的四倍,。在示波器使用某種數(shù)字重建形式時(shí),，使用4倍乘數(shù)應(yīng)該足夠了。
讓我們考察一下使用500MHZ示波器的實(shí)例,，該示波器采用sin（x）/x插補(bǔ)技術(shù),。對(duì)這一示波器，為在每條信道上支持整整500MHZ的帶寬,，每條信道需要的zui低取樣速率是4×（500MHZ）,，或每條信道2GSa/s.當(dāng)前市場(chǎng)上部分500MHZ示波器聲稱(chēng)zui大5GSa/s的取樣速率，但沒(méi)有指出5GSa/s取樣速率僅適用于一條信道,。在使用三條或四條信道時(shí),，這些示波器每條信道的取樣速率實(shí)際上只有1.25GSa/s，不足以在幾條信道上支持500MHZ的帶寬,?？紤]取樣速率的另一種方式是確定應(yīng)用點(diǎn)之間希望的分辨率。取樣速率是分辨率的倒數(shù),。例如,，假設(shè)您希望在樣點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)1ns的分辨率。能夠提供這一分辨率的取樣速率是1/（1ns）=1GSa/s.
總之,，要保證考慮的示波器能夠?yàn)橄Ｍ瑫r(shí)使用的所有信道提供足夠的每條信道都能夠支持示波器的額定帶寬,。
您需要的內(nèi)存深度是多少？
不僅帶寬和取樣速率緊密相關(guān),，內(nèi)存深度也與取樣速率緊密相關(guān),。模擬轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入波形進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換,，得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到示波器的高速中。選擇示波器時(shí)一個(gè)重要因素是了解示波器怎樣使用存儲(chǔ)的這些信息,。內(nèi)存技術(shù)使得用戶(hù)能夠捕獲采集數(shù)據(jù),、放大查看更多細(xì)節(jié)、或在采集的數(shù)據(jù)上進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,、測(cè)量和后期處理功能等操作,。
許多人認(rèn)為，示波器的zui大取樣速率指標(biāo)適用于所有時(shí)基設(shè)置,。這當(dāng)然是好事,，但這可能要求更大的內(nèi)存，幾乎沒(méi)有人買(mǎi)得起內(nèi)存這么大的示波器,。由于內(nèi)存深度有限,，因此隨著人們把時(shí)基設(shè)置成越來(lái)越寬的范圍，所有示波器必需降低取樣速率,。示波器的內(nèi)存越深,，以全部取樣速率捕獲的時(shí)間越多,。目前市場(chǎng)上有一種流行的示波器,，其取樣速率達(dá)到每秒幾千兆樣點(diǎn)及擁有10，0000樣點(diǎn)的內(nèi)存,。在時(shí)基設(shè)為2ms/格及更慢時(shí),，這一示波器被迫把取樣速率降低到每秒幾千樣點(diǎn)。您必需查看有問(wèn)題的示波器,，了解時(shí)基設(shè)置對(duì)其取樣速率的影響,。這里提到的示波器在以要求的掃描速率工作、以顯示整個(gè)系統(tǒng)操作周期時(shí),，將只提供幾千赫茲的帶寬,。
你所需要的內(nèi)存深度取決于希望查看顯示器的數(shù)量以及希望保持的取樣速率。如果您希望在不同樣點(diǎn)間以較高分辨率查看更長(zhǎng)的時(shí)期,，您使用需要深內(nèi)存,。簡(jiǎn)單的公式可以告訴您需要多少內(nèi)存，其中需要考慮時(shí)間間隔和取樣速率：
內(nèi)存深度=取樣速率×顯示時(shí)間
如果您需要放大及更仔細(xì)地查看波形,，在示波器上所有時(shí)間設(shè)置中保證高取樣速率可以防止假信號(hào),，提供與波形有關(guān)的更詳細(xì)的信息。一旦已經(jīng)確定內(nèi)存深度,，同樣重要的是必需考察在使用zui深的內(nèi)存設(shè)置時(shí)示波器的操作方式,。采用傳統(tǒng)深內(nèi)存結(jié)構(gòu)的示波器響應(yīng)速度慢，這會(huì)給生產(chǎn)效率帶來(lái)負(fù)面影響,。由于響應(yīng)速度慢,，示波器制造商通常把深內(nèi)存降到模式,，盡管示波器制造商幾年來(lái)已經(jīng)在深內(nèi)存結(jié)構(gòu)中取得很大進(jìn)展，但某些深內(nèi)存結(jié)構(gòu)的速度仍然很低,，操作起來(lái)要耗費(fèi)大量的時(shí)間,。在購(gòu)買(mǎi)示波器前，一定要評(píng)估示波器在zui深的內(nèi)存設(shè)置下的響應(yīng)能力,。
您需要哪些顯示功能,？
所有示波器供應(yīng)商都知道，他們銷(xiāo)售的是波形圖像,。追溯到模擬示波器時(shí)代,，示波器CRT顯示器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)決定著圖像的質(zhì)量。在當(dāng)前的數(shù)字世界中，示波器的顯示性能在很大程度上取決于數(shù)字處理算法,，而不是顯示設(shè)備的物理特點(diǎn),。某些示波器制造商已經(jīng)在產(chǎn)品中增加了顯示模式，以克服傳統(tǒng)模擬示波器顯示和數(shù)字顯示之間的某些差異,。沒(méi)有一種很好的途徑，通過(guò)研究示波器的技術(shù)指標(biāo)來(lái)確定哪種示波器用戶(hù)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,。只有在用戶(hù)工作臺(tái)上實(shí)時(shí)演示及使用用戶(hù)自己的波形時(shí),，才能確定哪種示波器滿(mǎn)足用戶(hù)需求。
當(dāng)前的數(shù)字示波器分成兩大類(lèi)：波形查看儀器和波形分析儀,。為查看波形設(shè)計(jì)的示波器通常用于測(cè)試和問(wèn)題診斷應(yīng)用,，在這些應(yīng)用中，波形圖像將提供用戶(hù)所需的全部信息,。
在波形分析應(yīng)用中,，MicrosoftWindows操作系統(tǒng)和分析功能等特點(diǎn)可以應(yīng)用額外的抽象等級(jí)，確定被測(cè)系統(tǒng)的性能狀況,。在這方面,，也很難單純根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)資料，確定示波器能夠多好地滿(mǎn)足用戶(hù)需求,。必需在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)時(shí)演示,，才能確定考察的示波器能否顯示用戶(hù)需要查看的內(nèi)容。
您需要哪些觸發(fā)功能,？
許多通用示波器使用邊沿觸發(fā)功能,。但是，在某些應(yīng)用中可能需要使用其它觸發(fā)功能,。觸發(fā)功能使您能夠隔離希望查看的事件,。例如，在數(shù)字應(yīng)用中,，觸發(fā)信道中某個(gè)碼型會(huì)有很大的幫助,。如前所述,，混合信號(hào)示波器可以觸發(fā)邏輯信道和示波器信道碼型，而在示波器/邏輯分析儀組合解方案中,，用戶(hù)只能通過(guò)把各自輸入/輸出觸發(fā)信號(hào)電纜連接在一起,，來(lái)交叉觸發(fā)兩臺(tái)儀器。
對(duì)串行設(shè)計(jì)人員,，某些示波器甚至為SPI,、CAN、USB,、12C和LIN等標(biāo)準(zhǔn)配備了串行觸發(fā)協(xié)議,。觸發(fā)選項(xiàng)再次能夠在日常調(diào)試任務(wù)中節(jié)約大量的時(shí)間。如果您需要捕獲罕見(jiàn)的事件,、情況會(huì)怎樣呢,？毛刺觸發(fā)允許觸發(fā)正向毛刺或負(fù)向毛刺，或觸發(fā)大于或小于寬度的脈沖,。在診斷問(wèn)題時(shí),，這些功能特別有用。您可以觸發(fā)問(wèn)題,，向回查看時(shí)間（使用延遲或水平位置旋鈕）,，查看導(dǎo)致問(wèn)題的根源。
當(dāng)前市場(chǎng)上的許多示波器還為電視和視頻應(yīng)用提供了觸發(fā)功能,。通過(guò)使用示波器的電視觸發(fā)功能,，可以在需要查看的場(chǎng)和具體行上觸發(fā)系統(tǒng),。
探測(cè)信號(hào)的*方式是什么,？
信號(hào)的變化速率開(kāi)始超過(guò)1GHZ。由于無(wú)源探頭一般于600MHZ,，因此獲得示波器的全部帶寬可能是一個(gè)問(wèn)題,。系統(tǒng)帶寬（亦即示波器/探頭組合帶寬）以這兩種帶寬中的低者為準(zhǔn)。例如,，考慮一下帶有500MHZ無(wú)源探頭的1GHZ示波器,，組合的系統(tǒng)帶寬是500MHZ的帶寬，購(gòu)買(mǎi)1GHZ示波器是不值得的,！
此外,，每次在您把探頭連接到電路上時(shí)，探頭變成被測(cè)電路的一部份,。探針在本質(zhì)上是一條短傳輸線(xiàn),。傳輸線(xiàn)是一種L-C諧振電路的阻抗將變低，其接近于零,，并將給被測(cè)設(shè)備帶來(lái)負(fù)荷,?？梢院?jiǎn)便地在信號(hào)的低速上升時(shí)間和減幅振蕩中查看L-C諧振電路的負(fù)荷。有源探頭不僅提供的帶寬超過(guò)無(wú)源探頭,，而且它們還消除了把探頭連接到被測(cè)設(shè)備（DUT）時(shí)的部分傳輸線(xiàn)效應(yīng),。通過(guò)在有源探頭中采用電阻“衰減的”探針和配件，安捷倫科技zui大限度地降低了信號(hào)負(fù)荷及導(dǎo)致的信號(hào)失真,。這些衰減的配件可以防止L-C諧振電路的阻抗變得太低,，從而防止加載信號(hào)導(dǎo)致的減幅振蕩和信號(hào)失真。
而且,，衰減的配件使得探頭的頻響能夠在整個(gè)探頭帶寬范圍內(nèi)保持平坦,。通過(guò)平坦的頻響，可以在探頭的整個(gè)帶寬內(nèi)防止信號(hào)失真,。
現(xiàn)在已經(jīng)解決了信號(hào)失真問(wèn)題,，如果您探測(cè)的是高速信號(hào)，那么下一步是保證即使在使用探頭配件時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)全部帶寬,。AgilentlnfiniiMax探頭通過(guò)在探頭放大器和探針之間使用受控的傳輸線(xiàn),，優(yōu)化了探頭帶寬。通過(guò)使用一個(gè)放大器,，您可以連接各種差分探頭或單端探頭,，包括瀏覽探頭、帶插座的探頭,、焊接探頭和SMA探頭,，并獲得全部系統(tǒng)帶寬。另個(gè),，由于探頭放大器實(shí)際上通過(guò)受控傳輸線(xiàn)與探針?lè)珠_(kāi),，因此可以簡(jiǎn)便地接觸緊密的探頭空間。
這里的關(guān)鍵是在使用各種探頭和配件時(shí)了解探頭的額定帶寬,。配件可能會(huì)降低探頭的性能,，用戶(hù)當(dāng)然不希望沒(méi)有必要地花上幾千美元，購(gòu)買(mǎi)一款高帶寬有源探頭,，而這款探頭在用戶(hù)的探測(cè)配置時(shí)會(huì)嚴(yán)重降低系統(tǒng)性能,。
您需要哪些存檔和連接功能？
許多數(shù)字示波器現(xiàn)在帶有和個(gè)人電腦相同的接口,，包括GPIB,、RS-232、LAN和USB接口?，F(xiàn)在把圖片發(fā)送到打印機(jī),，或把數(shù)據(jù)傳送到PC或服務(wù)器要比過(guò)去容易得多。您是否經(jīng)常把示波器數(shù)據(jù)傳送到PC上,？那么非常重要的一點(diǎn)是,，示波器至少要有上面列出的一種接口選項(xiàng),。內(nèi)置軟驅(qū)或光驅(qū)還可以幫助您傳送數(shù)據(jù)，但與通過(guò)USB或局域網(wǎng)連接從示波器發(fā)送文件相比,，使用軟驅(qū)或光驅(qū)通常要求更多的工作,。對(duì)沒(méi)有局域網(wǎng)和USB等比較先進(jìn)的接口選項(xiàng)的經(jīng)濟(jì)型示波器，示波器制造商通常提供軟件,，允許通過(guò)GPIB或PS-232簡(jiǎn)便地把波形圖像和數(shù)據(jù)傳送到到PC上,。如果PC沒(méi)有安裝GPIB卡，或用戶(hù)希望以更簡(jiǎn)便的方式把波形傳送到筆記本電腦上,，您可能會(huì)考慮GPIB到USB轉(zhuǎn)換器,。許多示波器還配有幾GB的硬驅(qū)，用戶(hù)還可以使用它存儲(chǔ)數(shù)據(jù),。應(yīng)提前確定需要示波器提供什么程度的連接能力筆存檔功能,。如果需要作為自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的一部分連接示波器，一定要保證示波器配有足夠的軟件和驅(qū)動(dòng)程序,，來(lái)適應(yīng)您的編程環(huán)境,。
您怎樣分析波形？
自動(dòng)測(cè)量和內(nèi)置分析功能可以節(jié)約用戶(hù)時(shí)間,、使工作更加簡(jiǎn)便,。數(shù)字示波器通常帶有模擬示波器上沒(méi)有提供一系列測(cè)量功能和分析選項(xiàng)。
數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)包括加減乘除,、積分和微分,。測(cè)量統(tǒng)計(jì)（zui大值、zui大值和平均值）可以檢定測(cè)量不確定性,，在檢定噪聲和定時(shí)余量時(shí),，這是一項(xiàng)重要資源。許多數(shù)字示波器還提供了FFT功能,。
對(duì)關(guān)注波形分析的“高需求用戶(hù)”,，示波器制造商正在中檔示波器和示波器中提供更大的靈活性,。某些制造商提供的軟件允許定制復(fù)雜的測(cè)量,，直接從示波器用戶(hù)界面中執(zhí)行數(shù)學(xué)函數(shù)和后期處理。例如,，可以使用C++或Visual Basic編寫(xiě)測(cè)量程序,，然后從示波器圖形用戶(hù)界面（GUI）中執(zhí)行程序。通過(guò)這一功能,，用戶(hù)不需要把數(shù)據(jù)傳送到外部PC上,，對(duì)關(guān)注波形分析的用戶(hù)，這可以節(jié)約大量的時(shí)間,。
zui后一個(gè),、但也是同樣重要的一個(gè)問(wèn)題：演示,、演示、還是演示,！
如果您已經(jīng)考慮了前面九個(gè)因素,，您可能已經(jīng)把范圍縮小到能夠滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的少量示波器中。現(xiàn)在應(yīng)該試用這些示波器,、進(jìn)行并排比較,。借用幾天示波器，您將有時(shí)間全面評(píng)估這些示波器,，在使用每臺(tái)示波器時(shí),，需要考慮的部分因素包括：
簡(jiǎn)便易用性：在試驗(yàn)期間，評(píng)估每臺(tái)示波器的簡(jiǎn)便易用性,。示波器是否有簡(jiǎn)便易用的旋鈕,，用于垂直靈敏度、時(shí)基速度,、軌跡位置和觸發(fā)等級(jí)等常用調(diào)節(jié)功能,？從一項(xiàng)操作到另一項(xiàng)操作需要按多少個(gè)按鈕？能否直觀(guān)地運(yùn)行示波器,，同時(shí)把重點(diǎn)放在被測(cè)電路上,？
顯示響應(yīng)速度：在評(píng)估示波器時(shí)，注意顯示的響應(yīng)速度,，不管是使用波器診斷問(wèn)題還是收集大量數(shù)據(jù),，這都是一個(gè)關(guān)鍵因素。在改變V/格,、時(shí)間/格,、內(nèi)存濃度和位置設(shè)置時(shí)，示波器是否迅速響應(yīng),？在打開(kāi)測(cè)量功能時(shí),，再看一下示波器的響應(yīng)速度。響應(yīng)速度是否明顯下降,？ |
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