选择示波器的12个因素

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1、选择和使用示波器的12个重要因素选择和使用示波器的12个重要因素ClicktoeditMastersubtitlestyle需要考虑的最重要的指标：1.带宽2.存储深度3.通道数4.波形捕获率5.触发其他需要考虑的指标7.显示质量8.串行总线应用9.测量和分析10.连接和文档11.探头系统12.价格与趋势Page2因素#1–带宽100MHz时钟信号在不同带宽示波器中显示的形状ClicktoeditMastersubtitlestyle用100-MHz带宽示波器观察到的波形用500-MHz带宽示波器观察到的波形需要多少带宽的精确公式被忽略的带宽相关因

2、素：垂直刻度采样率频响曲线判断示波器带宽需求的公式ClicktoeditMastersubtitlestyle步骤#1:判断被测信号的最快上升沿/下降沿时间。步骤#2:判断最高信号频率(f).Kneef=0.5/RT(10%-90%)Kneef=0.4/RT(20%-80%)Knee步骤#3:判断所需的测量精确度.所需精确度高斯频响最大平坦频响20%BW=1.0XfBW=1.0XfKneeKnee10%BW=1.3XfKneeBW=1.2XfKnee3%BW=1.9XfBW=1.4XfKneeKnee步骤#4:计算所需带宽.资料来源:Dr.How

3、ardW.Johnson,“High-speedDigitalDesign–AHandbookofBlackMagic”Page4示波器带宽需求的计算公式ClicktoeditMastersubtitlestyle举例判断一个高斯响应示波器在测量被测数字信号时所需的最小带宽，其中被测信号最快上升沿时间为1ns(10-90%）:f=(0.5/1ns)=500MHzknee3%测量误差:所需示波器带宽=1.9x500MHz=950MHz20%测量误差:所需示波器带宽=1.0x500MHz=500MHz决定示波器带宽提示#1:被测信号的上升时间Page5因素

4、#1–被忽略的带宽相关因素被忽略的带宽相关因素：垂直刻度ClicktoeditMastersubtitlestyle采样示波器:输入动态范围+/-400mV(满量程是8mV~800mV,1mV/div~100mV/div)超过20GHz带宽的实时示波器磷化铟示波器(eg.,安捷伦DSAX90000A系列)输入电压动态范围：+/-5V(满量程是60mV~8V,7.5mV/div~1V/div)硅锗示波器(eg.,某厂家70000D系列)：最高支持120mV/div输入电压动态范围：1.2Vpp(满量程是62.5mV~1.2V,6.25mV~

5、120mV/div)，若信号存在过冲和下冲，则或无法测量或击穿仪器或必须用探头小量程下的带宽，不同示波器厂家有不同考量在1mV/div,2mV/div,5mV/div设置下的不同设计安捷伦保证全带宽有的厂家强制限制带宽（可参见厂家技术参考手册）因素#1–被忽略的带宽相关因素ClicktoeditMastersubtitlestyle因素#1–带宽考一考ClicktoeditMastersubtitlestyle针对某一特定被测信号，是否是所用示波器系统带宽越高，量测精度越高？为什么高速信号的上升时间定义采用的是20%~80%,而不是10%~90

6、%?因素#1–被忽略的带宽相关因素之频响ClicktoeditMastersubtitlestyle示波器扫频响应测量0dB-3dB高斯频响被测信号在示波器中的衰减最大平坦频响带宽频响测量方法:被测正弦波信号的频率•正弦波扫频响应Page9•脉冲响应因素#2–采样率ClicktoeditMastersubtitlestyle那么需要多高的采样率才行呢?Smart教授充分相信奈奎斯特博士，他认为“2倍于示波器带宽即可”Wise教授根本就不相信奈奎斯特博士，他认为:“应该10倍到20倍以上于示波器带宽.”实际的答案是介于二者之间!Page10奈奎斯特采样定

7、律ClicktoeditMastersubtitlestyle奈奎斯特采样定律这样描述：对于小于一定频宽的信号，其最高频率为fmax,等距采样频率fs必须2倍于最高频率,即,fs>2·fmax才能保证信号可以被无混叠地重构出来。2·fmax这个频率就被成为奈奎斯特采样频率。它的一半，fmax,有时也被成为奈奎斯特频率(fN).Dr.HarryNyquistPage11奈奎斯特采样定律…ClicktoeditMastersubtitlestyle对于数字示波器技术来说，没有那么简单1.f

8、的最高频率和示波器带宽是两个概念2.采样点必须是等间距分布这一点常被被遗忘或忽略Page12