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(lái)購(gòu)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(tái)示波器或者買一臺(tái)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)。現(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(shì)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(duì)帶寬的要求
測(cè)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(cè)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(lái)定義，你所需儀器帶寬的數(shù)值取決于被測(cè)信號(hào)的特征以及你希望得到的測(cè)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(hào)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(guò)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(guò)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(lái)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(hào)。示波器在一次觸發(fā)過(guò)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(méi)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(lái)講，你所需要的通道數(shù)取決于被測(cè)對(duì)象。目前以雙通道示波器Z為流行。然而對(duì)大多數(shù)工程師來(lái)講，對(duì)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(hào)嗎?如果是這樣的話，請(qǐng)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(cè)的信號(hào)是重復(fù)信號(hào)，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(shuō)，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(cè)數(shù)字信號(hào)時(shí)可以提供額外的靈活性。對(duì)于雙通道示波器，外觸發(fā)可能很有用處。它可以用一無(wú)需觀測(cè)的信號(hào)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(cè)量，要求超過(guò)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(cè)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(duì)于單次信號(hào)測(cè)量，Z關(guān)鍵的性能指標(biāo)是采樣速率，即示波器對(duì)于輸入信號(hào)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(méi)有數(shù)字重構(gòu))的比例來(lái)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(lái)觀測(cè)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(cè)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(zhǎng)時(shí)間段信號(hào)，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(píng)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(chǎng)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(duì)你的測(cè)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(cè)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(duì)解決問(wèn)題很有用處。此外，狀態(tài)觸發(fā)可以用來(lái)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(duì)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(lái)確定問(wèn)題產(chǎn)生的原因。如果需要更高級(jí)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(hào)觸發(fā)可以觸發(fā)在場(chǎng)以及你需要觀測(cè)的特定行上。在某些示波器上，該特征是選項(xiàng)功能。
7、評(píng)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(guò)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(cè)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(wèn)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(duì)于峰值檢測(cè)或毛刺檢測(cè)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(lái)�？梢詸z測(cè)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(guò)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(cè)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(cè)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(cè)量(Z小、Z大和平均)可以定量描述測(cè)量的不確定性，這在測(cè)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(lái)選擇擁有這些特征的示波器。
9、評(píng)價(jià)存檔能力
大多數(shù)數(shù)字示波器可以通過(guò)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)。現(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(shì)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(duì)帶寬的要求
測(cè)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(cè)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(lái)定義，你所需儀器帶寬的數(shù)值取決于被測(cè)信號(hào)的特征以及你希望得到的測(cè)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(hào)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(guò)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(guò)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(lái)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(hào)。示波器在一次觸發(fā)過(guò)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(méi)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(lái)講，你所需要的通道數(shù)取決于被測(cè)對(duì)象。目前以雙通道示波器Z為流行。然而對(duì)大多數(shù)工程師來(lái)講，對(duì)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(hào)嗎?如果是這樣的話，請(qǐng)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(cè)的信號(hào)是重復(fù)信號(hào)，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(shuō)，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(cè)數(shù)字信號(hào)時(shí)可以提供額外的靈活性。對(duì)于雙通道示波器，外觸發(fā)可能很有用處。它可以用一無(wú)需觀測(cè)的信號(hào)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(cè)量，要求超過(guò)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(cè)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(duì)于單次信號(hào)測(cè)量，Z關(guān)鍵的性能指標(biāo)是采樣速率，即示波器對(duì)于輸入信號(hào)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(méi)有數(shù)字重構(gòu))的比例來(lái)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(lái)觀測(cè)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(cè)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(zhǎng)時(shí)間段信號(hào)，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(píng)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(chǎng)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(duì)你的測(cè)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(cè)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(duì)解決問(wèn)題很有用處。此外，狀態(tài)觸發(fā)可以用來(lái)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(duì)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(lái)確定問(wèn)題產(chǎn)生的原因。如果需要更高級(jí)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(hào)觸發(fā)可以觸發(fā)在場(chǎng)以及你需要觀測(cè)的特定行上。在某些示波器上，該特征是選項(xiàng)功能。
7、評(píng)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(guò)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(cè)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(wèn)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(duì)于峰值檢測(cè)或毛刺檢測(cè)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(lái)�？梢詸z測(cè)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(guò)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(cè)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(cè)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(cè)量(Z小、Z大和平均)可以定量描述測(cè)量的不確定性，這在測(cè)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(lái)選擇擁有這些特征的示波器。
9、評(píng)價(jià)存檔能力
大多數(shù)數(shù)字示波器可以通過(guò)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。