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            博客專欄

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            如何選擇示波器的帶寬、采樣率、存儲(chǔ)深度、垂直分辨率

            發(fā)布人:博宇訊銘 時(shí)間:2022-04-19 來源:工程師 發(fā)布文章

              帶寬:

              帶寬的定義是輸入一個(gè)正弦波,保持幅度不變?cè)黾有盘?hào)頻率,當(dāng)示波器上顯示的信號(hào)是實(shí)際信號(hào)幅度的70.7%(3dB衰減)時(shí),該頻率就等是示波器帶寬,單位:Hz。

              例如,標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器輸出幅度1V、頻率100MHz的正弦波信號(hào)給示波器,示波器測(cè)量的值為0.707V,此示波器的帶寬約為100MHz;>0.707V,此示波器帶寬約>100MHz;<0.707V,此示波器帶寬約<100MHz。

              了解帶寬的定義主要選擇一款適合自己的示波器,帶寬的定義不好理解也可以按“倍數(shù)”經(jīng)驗(yàn)選擇示波器。

              例如,測(cè)試信號(hào)為正弦波10MHz,按5倍選擇示波器約50MHz~

              測(cè)試信號(hào)為方波10MHz,因方波有諧波,按10倍選擇示波器約100MHz~


            示波器

              注:示波器品牌(部分)排名不分先后


              采樣率

              采樣率指每秒采樣多少個(gè)樣點(diǎn),一般示波器的配置是采樣率>帶寬的3~5倍單位:Sa/s。

              例如,1KSa/s指每秒采樣1000個(gè)點(diǎn)

              想要更高的采樣率一般是想抓取小毛刺,但不一定會(huì)帶來想要的效果,因?yàn)楦哳l小毛刺在帶寬層已經(jīng)被濾掉了,大多數(shù)示波器產(chǎn)品采樣率是對(duì)應(yīng)示波器帶寬的,沒有定制化服務(wù)。

              提示,示波器標(biāo)稱的采樣率是最大值并不是一個(gè)固定值,它會(huì)隨著存儲(chǔ)深度的大小及采集時(shí)間((時(shí)間/格設(shè)置)*10格)的變化而變化。

              存儲(chǔ)深度

              “存儲(chǔ)深度”同時(shí)也稱“記錄長(zhǎng)度”,單位pts。

              例如,1Kpts指1000個(gè)采樣點(diǎn),公式:存儲(chǔ)深度÷((時(shí)間/格設(shè)置)*10格)=采樣率

              如下表所示,如果示波器觀察長(zhǎng)信號(hào)又不想降低采樣率應(yīng)選擇合適存儲(chǔ)深度的示波器


            示波器


              垂直分辨率

              垂直分辨率是衡量數(shù)字示波器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量精細(xì)程度的重要指標(biāo),由所用ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的分辨率決定。ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)按照固定的電壓間隔對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行量化,從而將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)對(duì)模擬信號(hào)分段的數(shù)量即為分辨率,單位:bit。

              當(dāng)垂直分辨率為“n”bit時(shí),垂直方向的信號(hào)被切分為2的n次方。

              例如,垂直分辨率8-bit,是使用8位的ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器),即垂直方向的信號(hào)被切分為2的8次方,即256份;

              垂直分辨率12-bit,是使用12位的ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器),即垂直方向的信號(hào)被切分為2的12次方,即4096份;

              可以簡(jiǎn)單的把垂直分辨率想象成“尺子”的刻度,分辨率越高相對(duì)引入的量化誤差越小。

              簡(jiǎn)單來講垂直分辨率越高示波器的本低噪聲越小,本低噪聲越小意味著被淹沒的信號(hào)越小。比如示波器標(biāo)識(shí)的本低噪聲為500uV,那么被測(cè)信號(hào)<500uV此示波器是測(cè)試不到的(被自己的噪聲淹沒了)。


            示波器


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