浅谈数字示波器的三个主要指标
数字示波器的指标主要有三个：带宽、采样率、内存深度。下面分别介绍。
一、示波器的带宽
带宽是示波器最重要的一个指标，它决定了所用示波器测量高频信号的能力。上篇文章中我们说过，示波器的带宽主要由前端的放大器等模拟器件的特性所决定。对于一般的放大器，其增益不可能在任何频率下都保持一致，当然示波器中使用的放大器也是如此。示波器中的放大器的工作频点是从直流开始的，其增益随着输入信号的频率增高会逐渐下降。一般把放大器增益下降-3dB对应的频点称为这个放大器的带宽。示波器的带宽也是这样定义的。
这里需要注意的是，-3dB是按信号功率计算的，相当于信号的功率增益下降了1/2,但示波器实际测量的是电压信号，功率与电压的平方成正比，所以-3dB相当于示波器电压的增益随着频率的增加下降到原来的0.707倍。如下图1所示，信号发生器产生了一个20MHz，1V峰峰值的正弦波信号，用500MHz带宽的示波器测量到的幅度是1V。
但当示波器的带宽限制到只有20MHz时，测量到信号的幅度为0.7V，如图2所示。
二、示波器的采样率
被测信号经过示波器前端的放大、衰减等信号调理电路后，接下来就是进行信号的采样和数字量化，而信号的采样和数字化是通过高速的模数转换器（ADC）来完成的，示波器的采样率就是指对输入信号进行A/D转换时采样时钟的频率。输入到示波器的信号是模拟信号，模拟信号在时间和数值上都是连续的，也就是对于任意时刻，都有确定的电压值，而且电压的幅值是连续的。与模拟信号不同，数字信号在时间和数值上都是离散的，电压的变化在时间上不连续，总是发生在离散的瞬间，而且电压的数值是最小量值的整数倍。模拟信号经过模数转化后，在时间和电压上连续变化的波形就变为一个个离散的数字化的样点，而这过程中要尽可能真实地重建波形，最重要的是在水平方向上的时间轴上的采样点是否足够密集和在垂直方向上的电压的量化级数。水平方向采样点的间隔取决于示波器ADC的采样率，而垂直方向的电压量化级数则取决于ADC的位数。高速采样之后，再根据这些连续的采样的样点恢复波形。数字信号处理中的奈奎斯特定律告诉我们，如果被测信号的带宽是有限的，那么在对信号进行采样和量化时，如果采样率是被测信号的带宽的2倍以上，就可以会恢复信号中承载的信息。下面几张图是在不同采样率下对20MHz的正弦波采样并重建波形的情况。在采样率为20MHZ时明显信号失真。
图3
图4
图5
三、示波器的内存深度
对于高速的数字实时示波器来说，由于其采样率很高，这个高速的数据以现有的数字处理技术是不可能实时处理的。所以数字示波器在工作时都是先把信号采集一段到其高速缓存中，然后再把缓存中的数据读出来显示。这段缓存的深度，有时也称为示波器的内存深度（存储深度），决定了示波器在进行一次连续采集时所能采集到的最长的时间长度。通常用以下公式计算示波器能够一次连续采集的波形长度：时间长度=内存深度/采样率。如下图六所示，内存深度是100Mpts,采样率为20GSa/s,所以时间长度为5ms。
图6
需要注意的是，一般我们所说的示波器的内存深度是这台示波器配置的最大内存深度。由于内存深度设置很深时示波器要处理的数据量很多，可能波形的更新速度会很慢。有的示波器厂商为改善用户使用的感受，默认会根据示波器时基刻度来自动调整所用的内存深度，而当内存深度增加到最大仍不足以保证采集更长的时间时，示波器通常会自动降低采样率以获得更长的采样时间。因此在增加示波器的时基刻度时，非常重要的一点是要注意观察示波器采样率的变化，防止采样率的下降造成信号的失真或混叠。图七是示波器的水平调节按钮。
图7
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 4
本文由犀牛先生转载自荣湃半导体，原文标题为:“你是我的眼”之浅谈数字示波器的指标，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
评论
全部评论（4）
-
![]()
![]()
terrydl Lv9. 科学家 2022-04-22学习 -
![]()
![]()
titan Lv8. 研究员 2021-07-03学习 -
![]()
![]()
EEric Lv7. 资深专家 2021-06-28有帮助 -
![]()
![]()
zwjiang Lv9. 科学家 2021-06-24学习学习
相关推荐
浅谈数字示波器常用的三种触发模式
数字示波器相对于模拟示波器有非常丰富触发的功能，数字示波器因为有强大的触发功能，所以能够用于异常信号的捕获和电路故障的调试。示波器的触发模式是指示波器在触发条件满足前和满足后的工作状态，常用的触发模式有三种：自动触发、正常触发、单次触发。
浅谈数字示波器的工作原理及主要构成部分
示波器顾名思义就是显示波形的仪器，波形有很多种定义，如时域的波形和频域的波形等。示波器的基本功能是显示被测信号的电压随时间的变化情况。在示波器的屏幕上，横轴是时间，纵轴是被测信号的电压，示波器上的波形反映的就是被测信号的电压随时间变化的轨迹。现代数字示波器主要由：信号调理、采集、存储、触发、波形的重建与显示5个部分构成。
数字示波器的核心组件与协同工作难点
数字示波器是一个复杂的系统，其难点并非仅仅在于模数转换器（ADC）。数字示波器的难点在于各个系统的协同工作，包括ADC、前端电路和处理系统等。只有这些系统相互配合，才能实现示波器的高精度测量和快速响应。
荣湃半导体（2Pai Semi）数字隔离器/驱动器/隔离放大器选型指南
目录- 标准数字隔离器 DFN封装数字隔离器 数字光耦 隔离485 隔离I2C 隔离CAN 半桥驱动 单通道隔离驱动 双通道隔离驱动器 光耦兼容隔离器 电流检测隔离放大器 光耦兼容固态继电器
型号- Π120S60R,PAI8253E-WR,PAI8232C-WR,Π131E31S,PAI120E60-W5R,PAI122E60-W5R,PAI8253C-S1R,Π141M31,Π131E30S,Π141M30,Π140M61,Π131U31S,Π140M60,Π163M60,Π163M61,Π140A30S,Π141E31,Π141E30,Π140E60,Π163E60,Π163E61,Π120S61R,PAI8300-W5R,Π131A61,Π163U60,Π131A60,Π131M60R,Π163U61,Π221N61,PAI8233E-WR,Π121A31,Π121A30,Π120A61,PAI8211C-SR,PAI8233E-S1R,Π120A60,Π120A31,PAI85137-SR,Π161A60,Π140U31,Π140U30,PAI8211C-W5R,Π142U30S,PAI85236-SR,PAI8252C-WR,PAI85237-PT,Π121U61R,Π161A61,PAI8232D-S1R,Π120A30,Π142A60,Π142A61,Π162A30,Π162A31,PAI8253D-WR,Π122M60,Π122M61,PAI8252B-S1R,Π142E31S,Π122U60,Π131U30S,PAI8232B-WR,Π122U61,PAI8233B-S1R,Π140M31,Π140M30,Π142U31S,Π142E30S,Π121U60R,Π140E31,Π122E60,Π140E30,Π122E61,Π121E60R,Π130U31S,Π121E61,Π121M60,Π122E30,Π122E31,Π140E31S,Π131S61R,Π121M61,Π121U60,Π130A60,Π122M30,Π122M31,Π131A30,Π130A61,Π121S61R,Π131A31,PAI8252D-S1R,Π160E31,Π160M30,Π131A30S,Π130E31S,Π121E60,Π160E30,PAI120E61-W5R,Π142A31,Π141A61,PAI8558EQ-W2R,Π141A60,Π162A60,Π160U31,Π162A61,Π140E30S,PAI8232D-WR,PAI8232C-S1R,Π160M31,Π160U30,PAI8171A-SR,Π121S60R,Π131A31S,Π121U61,PAI8252B-WR,Π122U30,Π122U31,Π163A30,Π163A31,Π142A30,Π141U30S,Π122E11,PAI8253C-WR,Π122E10,Π122M11,Π120M60R,Π131M61R,Π122M10,Π121U31,PAI8233C-S1R,Π121U30,Π220N61,Π120U61,Π120U60,Π221N31,Π110E31,Π110E30,Π141E30S,PAI8233D-WR,Π110M31,Π110M30,Π141U31S,Π130U30S,PAI85136-SR,Π120M61R,Π131S60R,Π130A31,Π142A30S,Π130A30,Π161M30,PAI85236-PT,Π161M31,Π141E31S,Π160M61,Π160M60,PAI8253D-S1R,Π130E30S,Π161E31,Π161E30,Π160E61,PAI85137-PT,Π160E60,Π130A30S,Π131M31S,Π131U61,Π140A61,Π131U60,Π140A60,Π163A60,Π163A61,Π161U30,Π161U31,PAI121E60-W5R,Π160U61,Π160U60,Π110E11,PAI8252A-WR,Π110E10,Π120E61R,PAI8233B-WR,Π142A31S,Π110M11,Π110M10,PAI8252C-S1R,PAI85136-PT,Π141A31,Π141A30,Π121E31,PAI8253A-S1R,Π121E30,Π130A31S,Π120E61,PAI8253B-WR,Π120E60,Π121M31,Π131U60R,Π121M30,Π120M61,H140E61,Π120M60,Π131E61,Π142U60,Π131E60,Π142U61,Π131M61,Π131M60,Π120E30,Π142E60,Π142E61,Π142M30S,Π120E31,Π120M30,Π142M60,Π142M61,Π120M31,Π140U30S,PAI8233D-S1R,Π161M61,Π162M30,Π162M31,Π161M60,Π161E60,Π121M61R,Π162E30,Π162E31,Π161E61,Π130U60,PAI8211A-W5R,Π131U30,Π130U61,Π131U31,Π141A30S,Π161U61,Π162U30,Π162U31,Π140U31S,PAI8253E-S1R,Π142M31S,Π131M30S,Π161U60,Π120U30,Π220N31,Π120U31,Π122A61,Π122A60,Π121M60R,PAI8211A-SR,PAI8233C-WR,Π140A30,PAI8232A-S1R,PAI8253A-WR,Π141A31S,Π120E11,Π120E10,Π140M31S,Π141U61,Π120M11,Π141U60,Π120M10,PAI8485-W1R,Π130E60,Π131E30,Π130E61,Π142U30,Π142U31,PAI8450-W1R,Π131E31,Π121A60,Π130M60,Π160A30,PAI8233F-WR,Π131M30,Π130M61,PAI122E61-W5R,Π121E61R,Π122A31,Π131M31,Π122A30,Π130M31S,PAI8253B-S1R,Π121A61,Π160A31,PAI121E61-W5R,Π142E30,Π142E31,PAI8253F-WR,PAI8233F-S1R,Π140M30S,Π142M30,Π142M31,PAI85237-SR,Π163M30,Π163M31,PAI8233A-WR,Π141M61,Π141M60,Π162M60,Π162M61,Π163E30,Π163E31,Π141E61,Π141E60,Π162E61,Π130U31,PAI8232A-WR,Π130U30,Π120U60R,Π163U31,Π163U30,Π110A30,Π110A31,Π131U61R,Π162U60,Π162U61,Π131E60R,Π141M30S,PAI8253F-S1R,Π120U61R,Π141U31,Π141U30,Π140U61,Π140U60,Π120E60R,Π131E61R,PAI8131A-SR,Π130E31,PAI8252D-WR,Π130E30,Π161A31,Π140A31S,Π161A30,Π160A61,PAI8233A-S1R,Π160A60,Π130M31,PAI8486-W1R,Π130M30,Π141M31S,PAI8252A-S1R,Π130M30S
荣湃半导体 数字隔离器选型表
提供标准数字隔离器及I2C数字隔离器。标准数字隔离器，π1xxx系列：总通道数1，2，3，4，6通道；反向通道数1，2，3通道；传输速度150kbps，10Mbps，200Mbps，600Mbps，共4档，比市场上同级别产品快4倍；静态工作电流0.4mA/通道，比市场上同级别产品降低3倍；传输延迟5.5ns，比市面同级别产品降低2.0倍；隔离电压1.5KV，3KV，5KV，共3档。I2C数字隔离器，π2xxx系列：传输速率2MHz；隔离耐压3KV，5KV，共2档；传输延迟45ns。
|
产品型号
|
品类
|
总通道数
|
反向通道数
|
最大工作速率
|
默认输出状态
|
工作电压范围
|
CMTI (kV/us)
|
绝缘耐压
|
浪涌耐压
|
封装
|
|
π110A30
|
标准数字隔离器
|
1
|
0
|
600Mbps
|
Logic Low
|
3V~5.5V
|
75kV/us
|
3000Vrms
|
5000Vpk
|
NB SOIC-8
|
选型表 - 荣湃半导体 立即选型
SDS 系列 数字示波器 编程手册
描述- 本手册为SDS系列数字示波器编程指南，涵盖通信建立、远程控制实现、SCPI语言简介及各类命令与查询。内容包括IEEE488.2通用命令、Root命令系统、ACQuire命令系统、CHANnel命令系统、COUNter命令系统、CURSor命令系统、DECode命令系统、DIGital命令系统（选件）、DISPlay命令系统、DVM命令系统、FUNCtion命令系统、HISTORy命令系统、MEASure命令系统等。
型号- SDS,SDS6000L,SDS800X HD,SDS 系列,SDS7000A,SHS800X,SDS2000X PLUS,SDS6000 PRO,SHS1000X,SDS5000X,SDS2000X HD,SDS1000X HD,SDS3000X HD,SDS6000A
SDS6000 Pro 系列 数字示波器
描述- SDS6000 Pro 系列数字示波器是一款高性能的示波器，具备最高 2 GHz 的模拟通道带宽和高达 10 GSa/s 的实时采样率。它提供了 12-bit 或 10-bit 的垂直分辨率，低本底噪声，支持多种触发方式和串行总线触发和解码功能。该系列示波器还具备丰富的测量功能和数据分析工具，适合各种电子设计和测试需求。
型号- SDS6104 H12 PRO,SDS6054 H12 PRO,SDS6000 PRO 系列,SDS6204 H12 PRO,SDS6034 H10 PRO,SDS6000 PRO,SDS6204 H10 PRO,SDS6054 H10 PRO,SDS6034 H12 PRO,SDS6104 H10 PRO
SDS2000X Plus 数字示波器数据手册
描述- SDS2000X Plus系列数字示波器是一款高性能的测试设备，具备500 MHz的最高模拟通道带宽、2 GSa/s的实时采样率和高达200 Mpts/通道的存储深度。它支持多种触发方式和串行总线触发和解码，并提供丰富的测量和数学运算功能。
型号- SDS2102X PLUS,SDS2354X PLUS,SDS2072X PLUS,SDS2104X PLUS,SDS2000X PLUS,SDS2352X PLUS,SDS2504X PLUS,SDS2074X PLUS,SDS2202X PLUS,SDS2000X PLUS 系列,SDS2502X PLUS,SDS2204X PLUS
UNI-T U学课堂数字示波器篇：电源质量 | 视频
UNI-T U学课堂数字示波器篇：电源质量。
SDS1000系列数字示波器 数据手册
描述- 本资料介绍了深圳市鼎阳科技有限公司生产的SDS1000系列数字示波器的技术规格和主要特性。该系列示波器具有超薄设计、高清显示屏、多种触发功能和测量选项，适用于各种电子测试需求。
型号- SDS1102DL,SDS1072CML,SDS1000CML,SDS1072CNL,SDS1000CNL,SDS1152CML,SDS1000DL,SDS1202DL,SDS1102CNL,SDS1000,SDS1102CML,SDS1022DL,SDS1052DL
DSCope U3P100 基于 USB 的数字示波器
描述- DSCope U3P100是一款基于USB 3.0接口的双通道数字示波器，具有100MHz模拟带宽、最高1GSa/s采样率和2Gbits硬件内存。该示波器体积小巧，便于携带，采用一体成型全金属外壳，提供流畅的操作体验。
型号- DSCOPE U3P100
数字示波器使用要注意哪些？
在使用数字示波器时要注意的问题很多，如果操作不规范就会导致很多数据的不准确，再者就是容易把数字示波器弄坏，严重操作不当可能还会对安全有影响。本文讲述了数字示波器在使用时需要注意的点。
数字示波器高速总线测试验证技术
常规的高速信号验证技术主要使用数字示波器测试信号质量，也会进行一定的误码性能测试，但是在10Gbps以上高速串行电路的验证技术会有一些变化，以往的一些验证手段效能会降低，此时会需要引入一些新的验证技术。结合笔者的实际经验，在常规时域波形测量的基础上增加码域和频域的验证方法，将高速串行电路的测试验证技术扩展为三个方面：时域验证、码域验证、频域验证。
SDS7000A 系列数字示波器数据手册
描述- SDS7000A系列数字示波器是一款高分辨率、高性能的示波器，具备12-bit垂直分辨率、优秀的本底噪声性能和垂直测量精度，最大带宽8 GHz，采样率最高20 GSa/s。该系列示波器提供4个模拟通道和16个数字通道，存储深度可达1 Gpts/通道，支持丰富的智能触发、串行总线触发和解码功能，具备多种高级分析模式和测量功能，适用于多种应用场景。
型号- SDS7604A H12,SDS7404A H12,SDS7304A H10,SDS7604A H10,SDS7404A H10,SDS7204A H10,SDS7000A 系列,SDS7204A H12,SDS7804A H10,SDS7304A H12,SDS7804A H12,SDS7000A
数字示波器抖动噪声基底和时基抖动、垂直噪声的关系
数字示波器的抖动噪声基底(Jitter Noise Floor)指标经常被误会和误用，因此我们认为有必要澄清抖动噪声基底指标到底是什么含义，从而使用户能准确地评估仪器的具有的抖动测量能力。数字示波器抖动噪声基底和时基抖动、垂直噪声有什么关系？
电子商城
现货市场
服务
提供全面表征产品器件耗电特征及功耗波形、快速瞬态效应、电源优化、表征和仿真测试服务，使用直流电源分析仪测量精度达50µV，8nA，波形发生器带宽100kHz，输出功率300W，示波器200kHz，512 kpts
实验室地址： 深圳/苏州 提交需求>
根据用户的接口模块，使用是德示波器及夹具查看实时眼图演示，测试USB/MIPI/DDR/SATA/HDMI协议,支持最高到1.2GHz的实时眼图协议测试。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论