數字示波器的使用方法

 

數字示波器因具有波形觸發(fā)、存儲、顯示、測量、波形數據分析處理等優(yōu)點(diǎn)，其使用日益普及。由于數字示波器與模擬示波器之間存在較大的性能差異，如果使用不當，會(huì )產(chǎn)生較大的測量誤差，從而影響測試任務(wù)。

 

區分模擬帶寬和數字實(shí)時(shí)帶寬

 

帶寬是示波器最重要的指標之一。模擬示波器的帶寬是一個(gè)固定的值，而數字示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實(shí)時(shí)帶寬兩種。數字示波器對重復信號采用順序采樣或隨機采樣技術(shù)所能達到的帶寬為示波器的數字實(shí)時(shí)帶寬，數字實(shí)時(shí)帶寬與數字化頻率和波形重建技術(shù)因子K相關(guān)（數字實(shí)時(shí)帶寬=數字化速率/K），一般并不作為一項指標直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出，模擬帶寬只適合重復周期信號的測量，而數字實(shí)時(shí)帶寬則同時(shí)適合重復信號和單次信號的測量。廠(chǎng)家聲稱(chēng)示波器的帶寬能達到多少兆，實(shí)際上指的是模擬帶寬，數字實(shí)時(shí)帶寬是要低于這個(gè)值的。例如說(shuō)TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz，實(shí)際上是指其模擬帶寬為500MHz，而數字實(shí)時(shí)帶寬只能達到400MHz遠低于模擬帶寬。所以在測量單次信號時(shí)，一定要參考數字示波器的數字實(shí)時(shí)帶寬，否則會(huì )給測量帶來(lái)意想不到的誤差。

 

有關(guān)采樣速率

 

采樣速率也稱(chēng)為數字化速率，是指單位時(shí)間內，對模擬輸入信號的采樣次數，常以MS/s表示。采樣速率是數字示波器的一項重要指標。

 

如果采樣速率不夠，容易出現混迭現象

 

如果示波器的輸人信號為一個(gè)100KHz的正弦信號，示波器顯示的信號頻率卻是50KHz，這是怎么回事呢？這是因為示波器的采樣速率太慢，產(chǎn)生了混迭現象?；斓褪瞧聊簧巷@示的波形頻率低于信號的實(shí)際頻率，或者即使示波器上的觸發(fā)指示燈已經(jīng)亮了，而顯示的波形仍不穩定?；斓漠a(chǎn)生如圖1所示。那么，對于一個(gè)未知頻率的波形，如何判斷所顯示的波形是否已經(jīng)產(chǎn)生混迭呢？可以通過(guò)慢慢改變掃速t/div到較快的時(shí)基檔，看波形的頻率參數是否急劇改變，如果是，說(shuō)明波形混迭已經(jīng)發(fā)生；或者晃動(dòng)的波形在某個(gè)較快的時(shí)基檔穩定下來(lái)，也說(shuō)明波形混迭已經(jīng)發(fā)生。根據奈奎斯特定理，采樣速率至少高于信號高頻成分的2倍才不會(huì )發(fā)生混迭，如一個(gè)500MHz的信號，至少需要1GS/s的采樣速率。有如下幾種方法可以簡(jiǎn)單地防止混迭發(fā)生：

 

·調整掃速；

 

·采用自動(dòng)設置（Autoset）；

 

·試著(zhù)將收集方式切換到包絡(luò )方式或峰值檢測方式，因為包絡(luò )方式是在多個(gè)收集記錄中尋找極值，而峰值檢測方式則是在單個(gè)收集記錄中尋找最小值，這兩種方法都能檢測到較快的信號變化。

 

·如果示波器有InstaVu采集方式，可以選用，因為這種方式采集波形速度快，用這種方法顯示的波形類(lèi)似于用模擬示波器顯示的波形。