数字示波器品牌与选购攻略

点击次数：1090 更新时间：2021-06-23

　　数字示波器品牌与选购攻略

　　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。

　　本文延续了之前《如何打造自己的低成本电子实验室？》一文，针对示波器做进一步的攻略：

　　先说说我的大概情况，虽然我已经做了10多年硬件开发，开发成型并实际应用的产和板卡也挺多了，会用示波器的基本功能也经常需要用到，用过模拟示波器，用过一两千的国产数字示波器，也用过十多万的泰克，但是对示波器的选择其实挺模糊的，所以最近上网找了各种资料重新学习了一下，对示波器的基础需求做了梳理，知道了为什么有些示波器那么贵，为什么有的很便宜，我们一般工程师或者技术人员该怎么选择示波器？本文尽量通俗易懂地讲明白重要的内容。

　　分为3部分来介绍：

　　示波器的作用

　　数字示波器的重要参数

　　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1GSa/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，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。