示波器选型参数的8个指标

示波器是一种电子测量仪器,其用途十分广泛,能够把各种电信号转换成图形显示,以便设计人员、维修人员等去分析信号的变化过程。
选择一个合适的示波器尤为重要,决定着是否能够完整、准确的分析信号,现在的示波器不同的厂商都各有其特点,但是选择示波器真正能够决定其性能的只有几个因数:

1.带宽

示波器的带宽决定着示波器测量模拟信号的能力,也就是说它决定着仪器可以准确测量的最大频率。如果带宽太低,示波器将不能分辨高频变化,幅度将会失真,边沿会降慢,细节会丢失,当然带宽也是价格的关键决定因素。
示波器带宽 ≥ 5 x 关心的最大频率
例如,100 MHz 示波器通常保证在 100 MHz 时的衰减低于 30%。为保证幅度精度好于2%,输入应低于 20 MHz。
示波器的带宽

2.采样率

示波器的采样率与摄像机的帧速率类似,决定着示波器可以捕获多少波形细节。大多数基础示波器的 ( 最大 ) 采样率是 1 ~ 2 GS/s。采样速度越快,您丢失的信息越少,示波器越能更好地表示被测信号,当然填充内存的速度也越快,这会限制您能够捕获的数据的时间长度。
捕获毛刺需要速度!
内奎斯特指出,信号的采样速度至少是其最高频率成分的两倍,才能准确重建信号,避免失真。但是,内奎斯特是绝对最小值,只适用于正弦波,并假设信号是连续信号。根据定义,毛刺并不是连续的,因此采样率仅为最高频率成分的速率的两倍是不够的。
示波器的采样率

3.通道数量

通道数量越多越好,但增加通道也会抬高价格,选择 2 条模拟通道还是 4 条模拟通道取决于应用。例如,两条通道可以把器件的输入与其输出进行对比。四条模拟通道可以比较更多的信号,您可以更灵活地在数学上组合更多的通道 ( 例如,相乘得功率,相减得差分信号 )。
混合信号示波器增加了数字定时通道,指明高低状态,可以一起显示为一个总线波形。不管选择什么,所有通道都应有良好的量程、线性度、增益精度、平坦度和抗静电能力。

4.探头兼容性

良好的测量从探头尖端开始。示波器和探头作为一个整体系统工作,因此在选择示波器时一定要考虑探头。在测量过程中,探头实际上成为了电路的一部分,引入了阻性、容性和感性负载,会对测量发出预警。为最大限度地减少影响,最好使用为示波器配套设计的探头。应选择拥有足够带宽的无源探头。探头的带宽应与示波器的带宽相匹配。各种兼容探头可以在更多的应用中使用示波器。在购买前,应查看为示波器提供了哪些探头。
您打算测量电压、电流还是两者都要测量?您的信号频率是多少?幅度有多大?您是否需可以差分方式测量信号?您要怎样才能确定自己所需的探头?

使用适合作业的探头


无源探头:10X 衰减的探头为电路提供受控的阻抗和电容,适合大多数参考地电平的测量。大多数示波器都带有无源探头,每条输入通道需要一只无源探头。
高压差分探头:差分探头允许参考地电平的示波器获得安全准确的浮动测量和差分测量。每个实验室至少应该有一只高压差分探头!
逻辑探头:逻辑探头把数字信号传送到混合信号示波器的前端。它们包括“飞线”及专门设计的附件,连接电路板上很小的测试点。
电流探头:通过增加电流探头,示波器当然可以测量电流,同时还能计算和显示瞬时功率。
探头兼容性

5.触发

触发提供了稳定的显示画面,可以放大复杂波形中的具体部分。所有示波器都提供边沿触发,大多数示波器提供脉宽触发。 为采集异常事件及最有效地利用示波器的记录长度,选择的示波器应在比较有挑战性的信号上提供高级触发功能。
提供的触发选项范围越宽,示波器的功能越多,找到问题根本原因的速度也就越快!

6.记录长度

记录长度是一条完整的波形记录中的点数。示波器只能存储数量有限的样点,因此一般来说,记录长度越大越好。捕获的时间 = 记录长度 / 采样率,因此如果记录长度为 1 M 点,采样率为 250 MS/s,那么示波器捕获的时间长度为 4 ms。当今示波器可以选择记录长度,优化应用所需的细节水平。优秀的基础示波器将存储超过 2,000 点,对稳定的正弦波信号来说绝对足够了 ( 可能需要 500 点 )。但如果想找到复杂的数字数据流中定时异常的原因,应考虑 1 M 点以上的记录长度。

7.自动测量与分析

自动测量波形可以更简便地获得准确的数字读数。大多数示波器提供了前面板按钮和 / 或基于屏幕的菜单,可以获得准确的自动测量。大多数示波器上的基础选项包括幅度、周期和上升 / 下降时间。许多数字示波器还提供了中间值和 RMS 计算、占空比和其他数学运算。测量“选通”可以确定计算波形使用的波形段。通道数学功能可以加、减、乘波形。使用波形乘法,电压和电流相乘得功率。使用减法,可以得到近似的差分测量。快速傅立叶变换 (FFT) 功能可以查看采集的波形的频谱。

8.连接能力

您是否需要生成报告?许多示波器可以生成 .JPG、.BMP 或 .PNG 文件,可以简便地放到报告。USB 是目前最流行的接口,因此大多数示波器上标配USB 接口。

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