如何正確選用示波器
在開始選擇示波器之初，你心中已大概有一價(jià)格范圍。示波器的價(jià)格取決于多方面因素，包括帶寬、采樣率、通道數(shù)以及存儲(chǔ)深度等。如果你只以價(jià)格為依據(jù)來購買，Z終你有可能買不到你所需要的性能。所以如果僅考慮價(jià)格因素，你可以考慮租用一臺示波器或者買一臺二手設(shè)備。
1、確定你需要模擬還是數(shù)字示波器?
數(shù)字示波器和模擬示波器各有其優(yōu)缺點(diǎn)�，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展使數(shù)字正確選用示波器的十個(gè)步驟示波器功能更強(qiáng)，響應(yīng)更快而且價(jià)格也逐漸降低。這些優(yōu)勢使得模擬示波器很難與先進(jìn)的數(shù)字示波器相匹敵。
2、確定你對帶寬的要求
測量交流波形的儀器通常都一頻率上限，如果波形的頻率在此之上則測量精度會(huì)變差。這頻率上限就是儀器的帶寬。通常用儀器響應(yīng)降低3bB處的頻率來定義，你所需儀器帶寬的數(shù)值取決于被測信號的特征以及你希望得到的測量精度。示波器有兩重類型的寬度，即重復(fù)(或模擬)帶寬及實(shí)時(shí)帶寬。很多數(shù)字示波器提供的模擬帶寬比其基本采樣率要高。這一點(diǎn)是可能的，如果一信號重復(fù)出現(xiàn)，示波器并不一D要在一次完成所有的采集，而可以通過在每—次觸發(fā)發(fā)生時(shí)獲取波形的一部分，在多次循環(huán)觸發(fā)之后構(gòu)成顯示波形 。(這過程通常很快，以致你不會(huì)注意到它的發(fā)生)，重復(fù)帶寬指標(biāo)獨(dú)立于示波器的采樣速率。事實(shí)上，這一指標(biāo)通常用來衡量示波器模擬放大器部分的帶寬。實(shí)時(shí)帶寬適用于非重復(fù)或單次信號。示波器在一次觸發(fā)過程中完成數(shù)字化，所以實(shí)時(shí)帶寬取決于示波器的采樣率，采樣率與帶寬之間的比值不是固定的。如果示波器有數(shù)字重構(gòu)能力，這比值接近于4：1，如果沒有重構(gòu)，這比值通常是10：l。
3.確定你所需要的通道數(shù)
一般來講，你所需要的通道數(shù)取決于被測對象。目前以雙通道示波器Z為流行。然而對大多數(shù)工程師來講，對于某些應(yīng)用，四通道示波器更為有用。
下面幾點(diǎn)應(yīng)該予以考慮：你需要在同一觸發(fā)事件捕獲多通道信號嗎?如果是這樣的話，請選用每個(gè)通道可以同時(shí)采樣或獨(dú)立A/D變換的示波器。如果你觀測的信號是重復(fù)信號，那么就不一D要求同時(shí)采集了。某些示波器是2+2形式的，也就是說，其中兩個(gè)通道是全功能的，而另外兩個(gè)通道是衰減范圍受 限制的輔助通道。在這種情況下，兩個(gè)A/D變換器由四個(gè)通道共享。輔助通道在你觀測數(shù)字信號時(shí)可以提供額外的靈活性。對于雙通道示波器，外觸發(fā)可能很有用處。它可以用一無需觀測的信號作為外觸發(fā)源，而不占用示波器的輸入通道。如果你要進(jìn)行數(shù)字定時(shí)測量，要求超過四個(gè)通道的示波器時(shí)，你不妨考慮使用邏輯分析儀。盡管此時(shí)你放棄了測量的垂直分辨率，但你獲得了多個(gè)通道以及額外的觸發(fā)及分析能力。
4.確定你所需要的采樣速率
對于單次信號測量，Z關(guān)鍵的性能指標(biāo)是采樣速率，即示波器對于輸入信號進(jìn)行“快速拍照”的速率。高采樣速率可以產(chǎn)生高實(shí)時(shí)帶寬以及高的實(shí)時(shí)分辨率。大多數(shù)示波器生產(chǎn)廠商采用采樣速率與實(shí)時(shí)帶寬為4：l(如果采用數(shù)字重構(gòu)技術(shù))或10：1(沒有數(shù)字重構(gòu))的比例來防止出現(xiàn)假波。某些示波器提供了獨(dú)立控制采樣速率的功能，這樣你可以同時(shí)調(diào)節(jié)采樣速率和屏幕顯示的數(shù)據(jù)量(時(shí)基)，使二者設(shè)置不必互相牽制。這一特征可以使你保持你所希望的時(shí)間分辨率來觀測波形。
5、確定你所需要的存儲(chǔ)深度
你所需要的示波器存儲(chǔ)深度取決于要求的總時(shí)間測量范圍以及要求的時(shí)間分辨率。如果你想以高分辨率存儲(chǔ)長時(shí)間段信號，那么你需要選擇深存儲(chǔ)示波器。這樣，你可以在水平掃描速度低的情況下，采用高采樣速率。由此將大大減少出現(xiàn)假波的機(jī)會(huì)，并且獲得更多的波形細(xì)節(jié)信息。
下列算式可以幫助你計(jì)算你所希望的存儲(chǔ)深度。
6、考察評估觸發(fā)能力
很多通用示波器用戶習(xí)慣于采用邊沿觸發(fā)。在某些應(yīng)用場合，如果示波器具有其它觸發(fā)能力，你將會(huì)發(fā)現(xiàn)它對你的測量會(huì)很有幫助。先進(jìn)的觸發(fā)功能可以隔離出你所希望觀測的事件。在數(shù)字應(yīng)用領(lǐng)域，使示波器觸發(fā)在多通道之間的特定模式對解決問題很有用處。此外，狀態(tài)觸發(fā)可以用來使模式觸發(fā)與外時(shí)鐘沿同步。毛刺觸發(fā)在正或負(fù)毛刺發(fā)生的時(shí)刻或者一脈沖寬于或窄于設(shè)定的寬度。這些特征對故障查錯(cuò)尤其重要，觸發(fā)在錯(cuò)誤發(fā)生的時(shí)刻，觀察前向事件(采用延時(shí)或水平位置旋鈕)來確定問題產(chǎn)生的原因。如果需要更高級的邏輯觸發(fā)功 能，你仍然可以考慮采用邏輯分析儀。電視信號觸發(fā)可以觸發(fā)在場以及你需要觀測的特定行上。在某些示波器上，該特征是選項(xiàng)功能。
7、評價(jià)毛刺捕捉能力
三個(gè)重要因素影響示波器的毛刺捕捉能力：更新速率：數(shù)字示波器必須首先捕獲數(shù)據(jù)然后進(jìn)行處理，Z后進(jìn)行顯示。示波器在一秒鐘內(nèi)可以完成這三個(gè)過程的次數(shù)稱為更新速率。更新速率快的示波器捕捉偶發(fā)毛刺的機(jī)會(huì)比較高。采用多處理器結(jié)構(gòu)的示波器比傳統(tǒng)的單處理器結(jié)構(gòu)示波器具有更快的更新速率，使它更適用于捕捉偶發(fā)事件。多處理器結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生與模擬示波器相近的顯示吞吐能力和響應(yīng)速度。
峰值檢測能力：大多數(shù)數(shù)字示波器在低掃速時(shí)將丟掉采樣點(diǎn)，從而降低了有效采樣速率。由此引發(fā)了這樣一個(gè)問題，在設(shè)定成快速時(shí)基時(shí)很容易觀察到的窄脈沖在掃速低時(shí)消失了。然而對于峰值檢測或毛刺檢測這一特殊采樣模式，在所有的掃描速度下均維持Z大采樣速率，把每一采樣周期獲得的Z大和Z小值記錄下來。可以檢測到的Z小毛刺只與示波器的采樣速率有關(guān)。
毛刺觸發(fā)：具有毛刺觸發(fā)功能的示波器可使你隔離出難以發(fā)現(xiàn)的毛刺并且觸發(fā)在毛刺發(fā)生時(shí)刻。這一功能可以幫助你發(fā)現(xiàn)電路運(yùn)行過程中發(fā)生異常情況的原因。
8、確定你所需要的分析功能
利用自動(dòng)測量以及示波器內(nèi)置的分析能力，你可以即容易又省時(shí)地完成工作。數(shù)字示波器通常具有模擬示波器不可能擁有的順序測量功能和分析選件。算術(shù)運(yùn)算功能包括有加、減、乘、除、積分和微分。統(tǒng)計(jì)測量(Z小、Z大和平均)可以定量描述測量的不確定性，這在測量噪聲特征以及定時(shí)容限時(shí)是很有價(jià)值的。有些數(shù)字示波器還可以提供FFT功能。具有—卜述所有先進(jìn)功能的示波器可能在價(jià)格上要高一些，所以你自己應(yīng)該決定花費(fèi)額外的錢是否物有所值。你Z好還是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來選擇擁有這些特征的示波器。
9、評價(jià)存檔能力
大多數(shù)數(shù)字示波器可以通過GPIB、RS-232或者并行口與PC，打印機(jī)或繪圖儀相連接。但你應(yīng)弄清楚可以提供哪一種接口，可與哪種類型打印機(jī)相匹配。從激光和噴墨打印機(jī)輸出的效果比熱打印輸出的質(zhì)量要高得多，這一點(diǎn)你應(yīng)該心中有數(shù)。利用帶有軟盤驅(qū)動(dòng)器或軟件包的數(shù)字示波器，你可以方便地將波形的圖像和波形數(shù)據(jù)傳送至PC機(jī)。如果你想在一份報(bào)告中包含一幅捕捉到的屏幕圖像或者想要把波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成表格，那么這些特征會(huì)節(jié)省時(shí)間。
1、確定你需要模擬還是數(shù)字示波器?
數(shù)字示波器和模擬示波器各有其優(yōu)缺點(diǎn)�，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展使數(shù)字正確選用示波器的十個(gè)步驟示波器功能更強(qiáng)，響應(yīng)更快而且價(jià)格也逐漸降低。這些優(yōu)勢使得模擬示波器很難與先進(jìn)的數(shù)字示波器相匹敵。
2、確定你對帶寬的要求
測量交流波形的儀器通常都一頻率上限，如果波形的頻率在此之上則測量精度會(huì)變差。這頻率上限就是儀器的帶寬。通常用儀器響應(yīng)降低3bB處的頻率來定義，你所需儀器帶寬的數(shù)值取決于被測信號的特征以及你希望得到的測量精度。示波器有兩重類型的寬度，即重復(fù)(或模擬)帶寬及實(shí)時(shí)帶寬。很多數(shù)字示波器提供的模擬帶寬比其基本采樣率要高。這一點(diǎn)是可能的，如果一信號重復(fù)出現(xiàn)，示波器并不一D要在一次完成所有的采集，而可以通過在每—次觸發(fā)發(fā)生時(shí)獲取波形的一部分，在多次循環(huán)觸發(fā)之后構(gòu)成顯示波形 。(這過程通常很快，以致你不會(huì)注意到它的發(fā)生)，重復(fù)帶寬指標(biāo)獨(dú)立于示波器的采樣速率。事實(shí)上，這一指標(biāo)通常用來衡量示波器模擬放大器部分的帶寬。實(shí)時(shí)帶寬適用于非重復(fù)或單次信號。示波器在一次觸發(fā)過程中完成數(shù)字化，所以實(shí)時(shí)帶寬取決于示波器的采樣率，采樣率與帶寬之間的比值不是固定的。如果示波器有數(shù)字重構(gòu)能力，這比值接近于4：1，如果沒有重構(gòu)，這比值通常是10：l。
3.確定你所需要的通道數(shù)
一般來講，你所需要的通道數(shù)取決于被測對象。目前以雙通道示波器Z為流行。然而對大多數(shù)工程師來講，對于某些應(yīng)用，四通道示波器更為有用。
下面幾點(diǎn)應(yīng)該予以考慮：你需要在同一觸發(fā)事件捕獲多通道信號嗎?如果是這樣的話，請選用每個(gè)通道可以同時(shí)采樣或獨(dú)立A/D變換的示波器。如果你觀測的信號是重復(fù)信號，那么就不一D要求同時(shí)采集了。某些示波器是2+2形式的，也就是說，其中兩個(gè)通道是全功能的，而另外兩個(gè)通道是衰減范圍受 限制的輔助通道。在這種情況下，兩個(gè)A/D變換器由四個(gè)通道共享。輔助通道在你觀測數(shù)字信號時(shí)可以提供額外的靈活性。對于雙通道示波器，外觸發(fā)可能很有用處。它可以用一無需觀測的信號作為外觸發(fā)源，而不占用示波器的輸入通道。如果你要進(jìn)行數(shù)字定時(shí)測量，要求超過四個(gè)通道的示波器時(shí)，你不妨考慮使用邏輯分析儀。盡管此時(shí)你放棄了測量的垂直分辨率，但你獲得了多個(gè)通道以及額外的觸發(fā)及分析能力。
4.確定你所需要的采樣速率
對于單次信號測量，Z關(guān)鍵的性能指標(biāo)是采樣速率，即示波器對于輸入信號進(jìn)行“快速拍照”的速率。高采樣速率可以產(chǎn)生高實(shí)時(shí)帶寬以及高的實(shí)時(shí)分辨率。大多數(shù)示波器生產(chǎn)廠商采用采樣速率與實(shí)時(shí)帶寬為4：l(如果采用數(shù)字重構(gòu)技術(shù))或10：1(沒有數(shù)字重構(gòu))的比例來防止出現(xiàn)假波。某些示波器提供了獨(dú)立控制采樣速率的功能，這樣你可以同時(shí)調(diào)節(jié)采樣速率和屏幕顯示的數(shù)據(jù)量(時(shí)基)，使二者設(shè)置不必互相牽制。這一特征可以使你保持你所希望的時(shí)間分辨率來觀測波形。
5、確定你所需要的存儲(chǔ)深度
你所需要的示波器存儲(chǔ)深度取決于要求的總時(shí)間測量范圍以及要求的時(shí)間分辨率。如果你想以高分辨率存儲(chǔ)長時(shí)間段信號，那么你需要選擇深存儲(chǔ)示波器。這樣，你可以在水平掃描速度低的情況下，采用高采樣速率。由此將大大減少出現(xiàn)假波的機(jī)會(huì)，并且獲得更多的波形細(xì)節(jié)信息。
下列算式可以幫助你計(jì)算你所希望的存儲(chǔ)深度。
6、考察評估觸發(fā)能力
很多通用示波器用戶習(xí)慣于采用邊沿觸發(fā)。在某些應(yīng)用場合，如果示波器具有其它觸發(fā)能力，你將會(huì)發(fā)現(xiàn)它對你的測量會(huì)很有幫助。先進(jìn)的觸發(fā)功能可以隔離出你所希望觀測的事件。在數(shù)字應(yīng)用領(lǐng)域，使示波器觸發(fā)在多通道之間的特定模式對解決問題很有用處。此外，狀態(tài)觸發(fā)可以用來使模式觸發(fā)與外時(shí)鐘沿同步。毛刺觸發(fā)在正或負(fù)毛刺發(fā)生的時(shí)刻或者一脈沖寬于或窄于設(shè)定的寬度。這些特征對故障查錯(cuò)尤其重要，觸發(fā)在錯(cuò)誤發(fā)生的時(shí)刻，觀察前向事件(采用延時(shí)或水平位置旋鈕)來確定問題產(chǎn)生的原因。如果需要更高級的邏輯觸發(fā)功 能，你仍然可以考慮采用邏輯分析儀。電視信號觸發(fā)可以觸發(fā)在場以及你需要觀測的特定行上。在某些示波器上，該特征是選項(xiàng)功能。
7、評價(jià)毛刺捕捉能力
三個(gè)重要因素影響示波器的毛刺捕捉能力：更新速率：數(shù)字示波器必須首先捕獲數(shù)據(jù)然后進(jìn)行處理，Z后進(jìn)行顯示。示波器在一秒鐘內(nèi)可以完成這三個(gè)過程的次數(shù)稱為更新速率。更新速率快的示波器捕捉偶發(fā)毛刺的機(jī)會(huì)比較高。采用多處理器結(jié)構(gòu)的示波器比傳統(tǒng)的單處理器結(jié)構(gòu)示波器具有更快的更新速率，使它更適用于捕捉偶發(fā)事件。多處理器結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生與模擬示波器相近的顯示吞吐能力和響應(yīng)速度。
峰值檢測能力：大多數(shù)數(shù)字示波器在低掃速時(shí)將丟掉采樣點(diǎn)，從而降低了有效采樣速率。由此引發(fā)了這樣一個(gè)問題，在設(shè)定成快速時(shí)基時(shí)很容易觀察到的窄脈沖在掃速低時(shí)消失了。然而對于峰值檢測或毛刺檢測這一特殊采樣模式，在所有的掃描速度下均維持Z大采樣速率，把每一采樣周期獲得的Z大和Z小值記錄下來。可以檢測到的Z小毛刺只與示波器的采樣速率有關(guān)。
毛刺觸發(fā)：具有毛刺觸發(fā)功能的示波器可使你隔離出難以發(fā)現(xiàn)的毛刺并且觸發(fā)在毛刺發(fā)生時(shí)刻。這一功能可以幫助你發(fā)現(xiàn)電路運(yùn)行過程中發(fā)生異常情況的原因。
8、確定你所需要的分析功能
利用自動(dòng)測量以及示波器內(nèi)置的分析能力，你可以即容易又省時(shí)地完成工作。數(shù)字示波器通常具有模擬示波器不可能擁有的順序測量功能和分析選件。算術(shù)運(yùn)算功能包括有加、減、乘、除、積分和微分。統(tǒng)計(jì)測量(Z小、Z大和平均)可以定量描述測量的不確定性，這在測量噪聲特征以及定時(shí)容限時(shí)是很有價(jià)值的。有些數(shù)字示波器還可以提供FFT功能。具有—卜述所有先進(jìn)功能的示波器可能在價(jià)格上要高一些，所以你自己應(yīng)該決定花費(fèi)額外的錢是否物有所值。你Z好還是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來選擇擁有這些特征的示波器。
9、評價(jià)存檔能力
大多數(shù)數(shù)字示波器可以通過GPIB、RS-232或者并行口與PC，打印機(jī)或繪圖儀相連接。但你應(yīng)弄清楚可以提供哪一種接口，可與哪種類型打印機(jī)相匹配。從激光和噴墨打印機(jī)輸出的效果比熱打印輸出的質(zhì)量要高得多，這一點(diǎn)你應(yīng)該心中有數(shù)。利用帶有軟盤驅(qū)動(dòng)器或軟件包的數(shù)字示波器，你可以方便地將波形的圖像和波形數(shù)據(jù)傳送至PC機(jī)。如果你想在一份報(bào)告中包含一幅捕捉到的屏幕圖像或者想要把波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成表格，那么這些特征會(huì)節(jié)省時(shí)間。