發(fā)布時間： 2021-11-16 瀏覽次數(shù): 作者：邁昂科技
示波器的主要的作用就是用來觀察電壓隨時間變化的曲線，通過不同的傳感器探頭，示波器也可以測量電流，壓強等。示波器是每一個電子愛好者和電子工程師必備的儀器，現(xiàn)在我們來看下在選擇入門的基礎(chǔ)示波器時，我們要考慮哪些因素。
帶寬作為示波器的首要參數(shù)指標，帶寬不足時波形就會嚴重失真，方波甚至于可能會變成正弦波，我們用分別20M帶寬和100M帶寬的示波器來觀察20M的方波信號，得出結(jié)果入下圖：
由此圖可知，20M示波器基本無法觀察到方波形狀，另外100M示波器的觀察效果比60M示波器要好，是什么導(dǎo)致了這個原因呢？下圖是一個20M方波經(jīng)過FFT后的頻譜圖，我們可以看到方波是由基波以及3、5、7、9……次諧波分量遞加而成。所以20M的方波包含20M基波、60M三次諧波，100M五次諧波，140M七次諧波……
如果要對波形進行準確測量，應(yīng)該讓示波器的帶寬大于波形的主要的諧波分量。因此對于正弦波可以要求示波器的帶寬大于波形的頻率，但是對與非正弦波則要求示波器的帶寬大于波形的最大主要的諧波頻率。
在帶寬的選擇上，一般所測信號最大頻率的5倍，就是最合適的帶寬，對于一臺基礎(chǔ)的示波器而言，100MHz帶寬的示波器已經(jīng)可以適用于很多測量場景。
采樣率和存儲深度是示波器的另外2大重要指標。為什么需要把它們放一起講呢，因為它們和波形記錄時間一起有著密不可分的共生關(guān)系：采樣率=存儲深度÷波形記錄時長
數(shù)字示波器顯示的波形實際上是一個一個的采樣點，這就像一張照片一樣，采樣點越多信號就越接近真實。
采樣率表達的就是示波器每秒捕獲這些采樣點的能力，例如1GSa/s的采樣率，說明示波器每秒鐘能采集10億個采樣點。而存儲深度表達的是示波器一屏幕最多可以包含多少采樣點，例如28Mpts存儲深度，說明示波器一屏幕最多可以有2千8百萬個采樣點。我們要保證采樣率至少是被測信號帶寬的2倍以上，事實上我們更建議是3-5倍以上，這樣更容易捕獲波形的異常信息。
這里要注意一點的是，采樣率還分為等效采樣和實時采樣，現(xiàn)在的示波器標注的基本都是實時采樣率了，因為等效采樣只適用于周期性變化的信號。如果在購買示波器的時候發(fā)現(xiàn)采樣率和大眾價格有偏差的，一定要問賣家標注的是實時采樣還是等效采樣。
通道數(shù)
示波器比較常見的有2通道和4通道，考慮幾通道示波器適合自己的問題，主要是考慮自己是否有同時測量3-4個信號的需求，如果沒有，則選擇2通道示波器就可以。
波形捕獲率
數(shù)字示波器對信號的采集存儲和處理顯示是無法同時進行的，因此當示波器在處理顯示的時候，就會漏掉一部分信息，也稱之為示波器的死區(qū)時間。波形捕獲率表達的就是示波器每秒能采集多少次波形的能力，這個能力越大，死區(qū)時間就越小，也就越容易捕獲到異常的波形。
觸發(fā)方式
如果說示波器捕獲波形就是在拍照的話，觸發(fā)就是決定示波器什么時候按下快門。觸發(fā)決定了我們希望捕獲到的波形采樣點們以何種方式展現(xiàn)在屏幕上。
示波器比較常見的觸發(fā)方式是邊沿觸發(fā)和脈寬觸發(fā)，有的示波器除此以外還會支持更多的觸發(fā)方式，可以了解一下根據(jù)需求選擇。
便攜性與操作性
要是你對示波器有外出攜帶的需求，那么示波器的便攜性也是值得考慮的因素，再有示波器是否支持電池供電，因為你可能會有戶外作業(yè)的需求。現(xiàn)代化的一些示波器還有支持觸屏功能，在操作上也會更加快捷易用。
屏幕大小和顯示方式
示波器的顯示屏大小以及是否支持彩色也是一個應(yīng)該考慮的因素，有的示波器支持熒光顯示和色溫顯示，相當于多了一個Z軸，對于一些復(fù)雜信號，如視頻信號、調(diào)制信號、抖動信號的測試，帶有熒光顯示和色溫顯示的示波器能更快速地幫助揭示信號的細節(jié)。
示波器ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的垂直分辨率，就是數(shù)字示波器的垂直分辨率，其位數(shù)代表示波器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的精確程度。
這里要注意的是，示波器顯示屏垂直方向上的分辨率本身就比較有限，除此之外測量高頻信號時，幅度本身就不準確，在上限頻率處甚至有30%的誤差，而且垂直分辨率過高會提高模數(shù)轉(zhuǎn)換時間，影響采樣率，進而影響帶寬，得不償失。通常情況下示波器的垂直分辨率是8位，高分辨率的示波器達12位，但如果示波器模擬電路本身的精度沒有提高，單純追求ADC的分辨率是沒有意義的。如果追求電壓的準確度，應(yīng)該使用萬用表，示波器更主要是的功能是觀測波形的形狀，測量準確度通常情況下在2-3%以內(nèi)，這種準確度應(yīng)對絕大多數(shù)應(yīng)用是完全游刃有余的。
測量與分析
示波器通常都支持常見的測量項顯示，如信號的頻率、周期、幅值等等。有的示波器還會支持額外的數(shù)學運算、FFT和高級數(shù)學功能，如果有這方面計算要求的話，也應(yīng)該作為一個考慮項。
示波器的auto功能可以取代萬用表測電壓，一次測量信號的直流分量，交流分量，頻率，峰峰值、有效值等信息，甚至波形都有了，讓你一眼就全面了解信號，比萬用表只測一個平均值電壓強多了，減少誤判，提高效率。但是auto的速度就至關(guān)重要，麥科信示波器auto速度1秒，比通常萬用表自動擋還快。
串行總線分析
串行總線在當今的數(shù)據(jù)通信設(shè)計中被廣泛地使用，因此示波器支持哪些串行總線分析也是一個考慮的因素。大家需要清楚了解示波器的譯碼方法是硬件解碼還是軟件解碼，是否支持解碼觸發(fā)以及解碼文本顯示等。
有一些示波器可以通過手機或者電腦來遠程操控，以及將波形數(shù)據(jù)保存到電腦上，用計算機軟件進行數(shù)據(jù)分析。之前有遇到過一位朋友需要長時間在一個36度高溫的房間里進行測量，新買的示波器手機遠程功能操控幫了他大忙，之前他用的示波器人必須陪著示波器一起呆在房間里才能操作，這次他可以直接在室外進行操作了。
探頭的選擇
探頭會引入電阻負載、電容負載和電感負載，這些負載會影響測量數(shù)據(jù)的準確性，為使這種影響達到最小，最好使用示波器同品牌配套的探頭。在購買探頭時，要保證探頭的帶寬大于等于示波器的帶寬。還要明確測量的是電壓還是電流、信號幅度有多大，是否需要以差分方式測量信號等問題都會影響探頭的選擇。
示波器除了探頭是消耗品，主機本身是非常穩(wěn)定的，一臺示波器使用10年是完全可以的，示波器淘汰往往是因為技術(shù)迭代更新導(dǎo)致的，因此購買一臺使用順手、便捷且性能優(yōu)秀的示波器是十分有必要的，目前示波器在中低端領(lǐng)域，國產(chǎn)的示波器其實并不比進口的差，有的甚至還更加好。
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