選擇示波器的十大考慮因素

作為一個電子工程師，天天都要依靠示波器，因此選擇適當(dāng)?shù)氖静ㄆ鱽頋M足您的需求是一項重要任務(wù)。比較不同制造商生產(chǎn)的示波器的技術(shù)指標(biāo)和功能可能是一件耗時耗力的工作。本網(wǎng)編者搜羅全網(wǎng)，為您甄選出十條示波器選型時需要注重的因素。不管您在考慮的示波器來自哪家制造商，認(rèn)真分析每個示波器，都將有助于客觀地評估這些儀器。

　　在示波器選擇過程開始前，您可能會考慮價格范圍。示波器的價格取決于許多因素，包括帶寬、取樣速示波器率、信道數(shù)量和內(nèi)存深度。假如單純根據(jù)價格購買示波器，你可能并不能得到所需的性能。相反，應(yīng)該考慮產(chǎn)品的價格。假如預(yù)算緊張，您可以一考慮租賃示波器或購買二手設(shè)備。

　　，您需要多少帶寬
　　，您需要多少條信道
　　，您需求的取樣速率是多少
　　，您需要多少內(nèi)存深度
　　5，您需要哪些顯示功能
　　6，您需要哪些觸發(fā)功能
　　7，探測信號的最佳方式是什么
　　8，您需要哪些存檔和連接功能
　　9，您怎樣分析波形
　　0，最后一個，但也是同樣重要的問題：演示、演示、還是演示！

　　您需要多少帶寬？

　　我們已經(jīng)處在于數(shù)字示波器時代，與僅考慮模擬放大器的帶寬相比，應(yīng)更多地考慮示波器帶寬。為了保證示波器為應(yīng)用提供足夠的帶寬，您必須考慮示波器將要考察的信號帶寬。

　　帶寬是示波器最重要的特點(diǎn)，因為它決定著顯示的信號范圍，它在很大程度上還決定著用戶需要支付的價格。在制定帶寬決策時，您必須把當(dāng)前有限的預(yù)算與實驗室中示波器使用期間預(yù)計的需求平衡起來。

　　在當(dāng)前的數(shù)字技術(shù)中，系統(tǒng)時鐘通常是示波器可能顯示的頻率最高的信號。示波器的帶寬至少應(yīng)該比這一頻率高三倍，以合理地顯示這個信號的外形。

　　系統(tǒng)中決定示波器帶寬要求的另一個信號特點(diǎn)是信號的上升時間。由于你可能看到的不只是正弦波，因此在超出信號基礎(chǔ)頻率的頻率上，信號將包含諧波。例如，假如您考察的是正弦波，那么信號包含的頻率至少要比信號的基礎(chǔ)頻率高0倍。

　　假如在考察正弦波等信號時不能保證響應(yīng)的示波器帶寬，您將在示波器顯示屏上看到圓形的邊沿，而不是預(yù)計看到的清楚快速的邊沿。這進(jìn)而會影響測量精度。

　　幸運(yùn)的是，有一些非常簡單的公式，可以根據(jù)信號特點(diǎn)確定響應(yīng)的示波器帶寬。
　　．信號帶寬=0.5/信號上升時間
　?。静ㄆ鲙?*信號帶寬
　　．示波器實時取樣速率=*示波器帶寬

　　在已經(jīng)去頂了響應(yīng)的示波器帶寬后，需要考慮示波器打算同時使用的每條信道的取樣速率。如公式所列，對打算使用的每條信道，必須保證取樣速率是示波器帶寬的四倍，以便這些信道能夠全面支持示波器的額定帶寬。

　　以后將在后面對此進(jìn)行更具體的討論。

　　您需要多少條信道？

　　咋一看，信道數(shù)量似乎是一個簡單的問題。究竟，不是所有示波器都配有兩條信道或者四條信道嗎？沒別的了！數(shù)字內(nèi)容遍布當(dāng)前設(shè)計中的任何地方，不管數(shù)字內(nèi)容在設(shè)計中的比重高低，傳統(tǒng)的信道或信道示波器都并不能一直提供觸發(fā)和查看所有感愛好的信號所需的信道數(shù)量。假如您碰到這種情況，就會了解構(gòu)建外部硬件或編寫轉(zhuǎn)用軟件隔離感愛好的活動時設(shè)計的問題。

　　對當(dāng)前日益發(fā)展的數(shù)字領(lǐng)域，全新的示波器已經(jīng)增強(qiáng)了示波器在數(shù)字應(yīng)用和嵌入式調(diào)試應(yīng)用中的應(yīng)用?；旌闲盘柺静ㄆ鳎ㄍǔ７Q為MSO）除典型示波器的條或條示波器信道外，還緊密地插入另外6條邏輯定時示波器，提供了最多0條時間相關(guān)的出發(fā)、采集和查看信道。

　　以最常見的SDRAM應(yīng)用為例，介紹怎樣使用混合信號示波器進(jìn)行日常調(diào)試。為隔離SDRAM寫入周期，您必要對5種不同的信號組合出發(fā)系統(tǒng)-RAS，CAS，WE，CS和時鐘。信道示波器本身不足以滿足這一基本測量要求。

　　6條邏輯定時信道用來設(shè)置在RAS、CAS低、WE高和CS上觸發(fā)系統(tǒng)。示波器信道用來查看和觸發(fā)時鐘的上升沿。在邏輯分析儀和示波器組合解決方案中，邏輯分析儀只能交叉出發(fā)示波器或反之，與此不同，混合信號示波器可以在示波器和邏輯定時信道中進(jìn)行全寬觸發(fā)。

　　你要求的取樣速率是多少？

　　在平谷示波器時，取樣速率是一個非常重要的考慮指標(biāo)。為什么呢？

　　大多數(shù)示波器采用插入形式，在兩條或多條信道耦合模數(shù)轉(zhuǎn)換器時，其僅在四信道示波器中的一條或兩條信道上提供最大的取樣速率，從而可以提高取樣速率。許多制造商在示波器的主要技術(shù)指標(biāo)中僅強(qiáng)調(diào)這種最大化的取樣速率，而不會告訴用戶該取樣速率僅使用于一條信道！假如您希望購買一個信道示波器，那么事實上您希望不僅僅一條信道上失敗用和獲得全部帶寬。

　　回憶一下第個考慮因素中給出的示波器公式，示波器的取樣速率至少應(yīng)該是示波器帶寬的倍。在示波器使用某種數(shù)字重建形式時，最好使用倍乘數(shù)，如SIN（X/）X插補(bǔ)。在示波器沒有采用數(shù)字重建時，乘數(shù)實際應(yīng)該是0倍。由于太多數(shù)字示波器采用某種數(shù)字重建形式，倍乘數(shù)應(yīng)該足夠了。

　　讓我們考察一下使用500MHZ示波器的實例，該示波器采用SIN（X）/X插補(bǔ)技術(shù)。對這一示波器，為在每條信道上支持整整500MHZ的帶寬，每條信道需要的最低取樣速率是*（500MHZ），或每條信道GSA/S。當(dāng)前市場上部分500MHZ示波器聲稱最大5GSA/S的取樣速率，但沒有指出5GSA/S取樣速率僅適用于一條信道。在使用三條或四條信道時，這些示波器每條信道的取樣速率實際只有.5GSA/S，不足以在幾條信道上支持500MHZ的帶寬。

　　考慮取樣速率的另一種方式是確定應(yīng)用點(diǎn)之家那希望的分辨率。取樣速率是分辨率的倒數(shù)。例如，假設(shè)您希望在樣點(diǎn)之間實現(xiàn)NS的分辨率。能夠提供這一分辨率的取樣速率。能夠提供這一分辨率的取樣速率是/（NS）=GSA/S。

　　總之，要保證考慮的示波器能夠為希望同時使用的所有信道提供足夠的每條信道取樣速率，從而每條信道能夠支持示波器的額定帶寬。

　　你需要多少內(nèi)存深度

　　如前所述，帶寬和取樣速率緊密相關(guān)。內(nèi)存深度也與取樣速率緊密相關(guān)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器對輸入波形進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到的數(shù)據(jù)存儲到示波器的高速內(nèi)存中。選擇示波器時一個重要因素是了解示波器怎樣使用存儲的這些信息。內(nèi)存技術(shù)使得用戶能夠捕捉采集數(shù)據(jù)、放大查看更多細(xì)節(jié)、或在采集的數(shù)據(jù)上進(jìn)行數(shù)字與、測量和后期處理功能等操作。

　　許多人認(rèn)為，示波器的最大取樣速率指標(biāo)適用于所有時基設(shè)置。這當(dāng)然是好事，但這可能要求非常大的內(nèi)存，幾乎沒有人能夠買得起內(nèi)存這樣大的示波器。由于內(nèi)存深度有限，因此隨著人們把時基設(shè)置成越來越寬的范圍，所有示波器必須降低取樣速率。示波器的內(nèi)存越深，以全部取樣速率可以捕捉的時間越多。目前市場上有一種流行的示波器，其取樣速率達(dá)到每秒幾千兆樣點(diǎn)及擁有0，000樣點(diǎn)的內(nèi)存。在時基設(shè)為MS格及更慢時，這一示波器被迫把取樣速率降低到每秒幾千樣點(diǎn)。必需查看有問題的示波器，了解時基設(shè)置對其取樣速率的影響。這里提到的示波器在以要求的掃描速率工作、以顯示正個系統(tǒng)操作周期時，將只提供幾千HZ的帶寬。

　　所需要的內(nèi)存深度取決于希望查看顯示器的數(shù)量以及希望保持的取樣速率。假如希望在不同樣點(diǎn)間以較高分辨率查看更長的時期，你使用需要深內(nèi)存。簡單的公式可以告訴您需要多少內(nèi)存，其中需要考慮時間間隔和取樣速率：

　　內(nèi)存深度=取樣速率*顯示時間

　　假如您需要放大及更仔細(xì)地查看波形，在示波器上所有時間設(shè)置中保證高取樣速率可以防止假信號，提供與波形有關(guān)的更具體的信息。

　　一旦已經(jīng)確定內(nèi)存深度，同樣重要的是必須考察在使用最深的內(nèi)存結(jié)構(gòu)的示波器的操作方式。采用傳統(tǒng)內(nèi)存結(jié)構(gòu)的示波器響應(yīng)速度慢，這會給生產(chǎn)效率帶來負(fù)面影響。由于響應(yīng)速度很慢，示波器制造商通常把深內(nèi)存降到專用模式，工程師通常只在必需使用深內(nèi)存時才使用它。盡管示波器制造商幾年來已經(jīng)在深內(nèi)存結(jié)構(gòu)的速度仍然很低，操作起來要耗費(fèi)大量的時間。在購買示波器前，一定要評估示波器在最深的內(nèi)存設(shè)置下的響應(yīng)能力。

　　您需要哪些顯示功能？

　　所有示波器供給商都知道，他們銷售的是波形圖象。追朔到模擬示波器時代，示波器CRT顯示器的設(shè)計特點(diǎn)決定著圖象的質(zhì)量。在當(dāng)前的數(shù)字世界中，示波器的顯示性能在很大程度上取決于數(shù)字處理算法，而不是顯示設(shè)備的物理特點(diǎn)。某些示波器顯示和數(shù)字顯示之間的某些差異。沒有一種很好的途徑，通過研究示波器的技術(shù)指標(biāo)來確定哪種示波器最適合用戶的實驗環(huán)境。只有在用戶工作臺上實時演示及使用用戶自己的波形時，才能確定哪種示波器最適合門組用戶需求。

　　當(dāng)前的數(shù)字示波器分成兩大類：波形查看儀器和波形分析儀。為查看波形設(shè)計的示波器通常用于測試和問題診斷應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，波形圖象將提供用戶所需的全部信息。

　　在波形分析義勇中，MW操作系統(tǒng)和高級分析功能等特點(diǎn)可以應(yīng)用額外的抽象等級，確定被測系統(tǒng)的性能狀況。在這方面，也很難單純根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)資料，確定示波器能夠多好地滿足用戶需求。必需在實驗室中進(jìn)行實時演示，才能確定考察的示波器能否顯示用戶需要查看的內(nèi)容。

　　你需要哪些觸發(fā)功能

　　許多通用示波器使用邊沿觸發(fā)功能。但是，在某些應(yīng)用中可能需要使用其他觸發(fā)功能。高級觸發(fā)功能使你能夠隔離希望查看的事件。例如，在數(shù)字應(yīng)用中，觸發(fā)信道中某個碼型會有很大幫助。如前所述，混合信號示波器可以觸發(fā)邏輯信道和示波器信道碼型，而在示波器/邏輯分析儀組合方案中，用戶只能通過把各自輸入/輸出觸發(fā)信號電纜連接在一起，來交叉出發(fā)兩臺儀器。

　　對串行設(shè)計人員，某些示波器甚至為SPI、CAN、USB、IC和LIN等標(biāo)準(zhǔn)配備了穿性觸發(fā)協(xié)議。高級觸發(fā)懸想再次能夠在日常調(diào)試任務(wù)中節(jié)約大量時間。假如你需要捕捉罕見的時間，情況怎么樣呢？毛刺出發(fā)答應(yīng)觸發(fā)正向毛刺或負(fù)毛刺，或觸發(fā)大于或小于指定寬度的脈沖。在診斷問題時，這些功能非凡有用。你可以觸發(fā)問題，向回查看時間（使用延遲或水平位置旋鈕），查看導(dǎo)致問題的根源。

　　當(dāng)前時常上的許多示波器還為電視和視頻應(yīng)用提供了觸發(fā)功能。通過使用示波器的電視觸發(fā)功能，可以在需要查看的場和具體行上觸發(fā)系統(tǒng)。

　　探測信號的最佳方式是什么？

　　信號的變化速率開始超過GHZ。由于無源探頭一般僅限于600MHZ，因此獲得示波器的全部貸款可能是個問題。系統(tǒng)帶寬（即示波器/探頭組合貸款）以這兩種帶寬中的低者為準(zhǔn)。例如，考慮一下帶有500MHZ無院探頭的GHZ示波器，組合的系統(tǒng)帶寬是500MHZ。假如你由于探頭而只能獲得500MHZ的貸款，購買GHZ示波器是不值得的。

　　此外，每次在你的探頭連接到電路上時，探頭變成被測電路的一部分。探針在本質(zhì)上是一條端傳輸線。傳輸線是一種L-C諧振電路，其頻率是傳輸線的/波頻率，L-C諧振電路的阻抗將變低，其接近于零，并將給被測設(shè)備帶來符合?？梢院啽愕卦谛盘柕退偕仙龝r間和減幅震蕩中查看L-C諧振電路的負(fù)荷。

　　有源探頭不僅提供的貸款超過無院探頭，而且他們還消除了探頭連接到被測設(shè)備DUT時的部分傳輸線效應(yīng)。通過在有源探頭中采用電阻衰減的探針和配件，其中，安XX科技最大限度地降低了信號負(fù)荷及導(dǎo)致的信號失真。這些衰減的配件可以房子L-C諧振電路的阻抗變得太低，從而防止加載信號導(dǎo)致的減幅振蕩和信號失真。

　　此外，衰減的配件使得探頭的頻響能夠在整個探頭貸款范圍內(nèi)保持平坦。通過平坦的頻響，可以在探頭的整個貸款內(nèi)防止信號失真。

　　現(xiàn)在已經(jīng)解決了信號失真問題，假如你探測的是高速信號，那么下一步就是保證即使在使用探頭配件時仍能實現(xiàn)全部帶寬。AGILXXX的INFINIIMAX探頭通過在探頭放大器和探針之間使用受控的傳輸線，優(yōu)化了探頭帶寬。通過使用一個放大器，你可以連接各種差分探頭或單端探頭，包括瀏覽探頭、帶插座的探頭、焊接探頭和SMA探頭，并獲得全部系統(tǒng)帶寬。另外，由于探頭放大器實際上通過受控傳輸線與探針分開，因此可以簡便地接觸緊密的探頭空間。

　　這里的要害是在使用各種探頭和配件時了解探頭的額定帶寬。配件可能會降低探頭的性能，用戶也不希望沒有必要地花上幾千美圓，購買一款高帶寬有源探頭，而這款探頭在用戶首選的探測配置時會嚴(yán)重降低系統(tǒng)性能。

　　你需要哪些存檔和連接功能

　　許多數(shù)字示波器現(xiàn)在帶有和個人電腦相同的接口，包括GPIB、RS-，LAN和USB接口。現(xiàn)在不圖片發(fā)送到打印機(jī)，或把萬用表數(shù)據(jù)傳送到PC或服務(wù)器要比過去輕易得多。你是否經(jīng)常把示波器數(shù)據(jù)傳送到PC上？那么非常重要的一點(diǎn)是，示波器至少要有上面列出的一個接口選項。內(nèi)置軟驅(qū)或光驅(qū)還可以幫助你傳送數(shù)據(jù)，但與通過USB或局域網(wǎng)連接從示波器傳輸文件相比，使用軟驅(qū)或光驅(qū)通常要求更多的工作。對沒有局域網(wǎng)和USB等比較先進(jìn)的接口選項的經(jīng)濟(jì)型示波器，示波器制造商通常提供軟件，答應(yīng)通過GPIB和RS-簡便地把波形圖象和數(shù)據(jù)傳送到PC上。假如PC沒有安裝GPIB卡，或用戶希望以更簡便的方式把波形傳送到筆記本電腦上，你可能會考慮GPIB到USB轉(zhuǎn)換器。許多示波器還配有幾GB的硬驅(qū)，用戶還可以使用他們存儲數(shù)據(jù)。應(yīng)提前確定需要示波器提供什么程度的連接能力和存檔功能。假如需要作為自動化測試系統(tǒng)的一部分連接示波器，一定要保證示波器配有足夠的軟件和驅(qū)動程序，來適應(yīng)你的編程環(huán)境。

　　怎么樣分析波形

　　自動測量和內(nèi)置分析功能可以節(jié)約用戶時間，使工作更加簡便。數(shù)字示波器通常帶有模擬示波器上沒有提供的一系列測量功能和分析選項。

　　數(shù)字運(yùn)算函數(shù)包括加減乘除、積分和微分。測量統(tǒng)計（最小值、最大值得和平均值）可以檢定測量不確定性，在檢定噪聲和定時余量時，這是一項重要資源。許多數(shù)字示波器還提供了FFT功能。

　　對關(guān)注薄幸分析的高需求用戶，示波器制造商正在中檔示波器和高檔示波器中提供更大的靈活性。某些制造商提供的軟件更大的靈活性。某些制造商提供的軟件答應(yīng)定制復(fù)雜的測量，直接從示波器用戶截面中執(zhí)行數(shù)字函數(shù)和后期處理。例如，可以使用C 或VB編寫測量程序，然后從示波器圖形用戶GUI中執(zhí)行程序。通過這一功能，用戶不需把數(shù)據(jù)傳送到外部PC上，對關(guān)于波形分析的用戶，這可以節(jié)約大量時間。

　　演示，演示，演示

　　假如考慮了以上9個因素，可能已經(jīng)把范圍縮小到能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)的少量示波器中?，F(xiàn)在應(yīng)該試用示波器，進(jìn)行并排比較。借用幾天示波器，將有時間全面評估這些示波器。在使用每臺示波器時，需要考慮的部分因素包括：

　　簡便易用性：在實驗期間，評估每臺示波器的簡便易用性。示波器是否有簡單易用的專用旋鈕，用于垂直靈敏度、時基速度、軌跡位置和觸發(fā)等級等常用調(diào)節(jié)功能？從一項操作到另一項操作需要按多少個按鈕？能否直觀地運(yùn)行示波器，同時把重點(diǎn)放在被測電路上？顯示響應(yīng)速度：在評估示波器時，注重顯示的響應(yīng)速度，不管是使用示波器診斷問題還是收集大量的數(shù)據(jù)，這都是一個要害因素。在改變V/格、時間/格、內(nèi)存深度和位置設(shè)置時，示波器是否迅速響應(yīng)？在打開測量功能時，再看一下示波器的響應(yīng)速度。響應(yīng)速度是否明顯下降？

　　結(jié)論

　　在全面考察這些問題及評估示波器后，應(yīng)該對哪種型號真正滿足您的需求已經(jīng)做到胸有成竹。假如現(xiàn)在還不確定，你可以與其他示波器用戶討論產(chǎn)品選型，或至致電制造商技術(shù)支持人員?。?br />