示波器采样率设置多少比较合适?
采样原理
尼奎斯特采样定理规定,对于具有最大频率fMAX且带宽有限的信号,等距采样频率fS必须大于最大频率fMAX的两倍,这样才能唯一地重建信号而不会产生混叠。
示波器带宽和采样率
什么是示波器的采样率?
采样是将一个信号(即时间或空间上的连续函数)转换成一个数值序列(即时间或空间上的离散函数)。示波器采样频率,又称采样速度或采样率,定义了每秒从连续信号中提取并形成离散信号的采样数量,它使用赫兹(Hz)来表示,采样频率倒数为采样周期或采样时间,即采样间隔,一般来说,采样频率是指计算机每秒采集多少个信号样本。
示波器带宽通常是指按3dB(-30%幅度误差)衰减输入信号正弦波的最低频率。对于示波器带宽,采样原理规定所需的采样率为fS=2fBW。但该原理假设频率分量都在fMAX(在此情况下是fBW)以下,并且需要具有理想的砖墙频率响应的系统。
理论上的砖墙频率响应
然而,数字信号的频率分量在基本频率(方波由基本频率的正弦波和数量不限的奇次谐波组成)之上,通常,对于1GHz及以下带宽,示波器具有高斯频率响应。
采样率和示波器带宽
因此,实际上,示波器的采样率应为其带宽的四倍或以上:fS=4fBW。这样就会减少混叠,并且混叠的频率分量会出现更大的衰减量。
混叠
当信号采样不足 (fS<2fMAX) 时,将发生混叠。混叠属于信号失真,是由于错误地从数量不足的采样点重建低频率而导致的。
混叠
采样率与混叠现象
• 采样率不足会导致信号的混叠失真
• 不会发生混叠的前提是:采样率>信号的最高频率的两倍(Nyquist采样定律)
• 实际应用中:采样率>所需最小示波器带宽的4倍(Sin(x)/x内插)
• 采样率会受时基和存储深度的影响会发生该变
数字示波器的三种采样方式
实时采样(Real Time)
等效时间采样(Equivalent Time)
顺序采样(Sequential Sampling)
实时采样技术(Real-time Sampling Technology)
实时采样/Real-time Sampling
In real-time sampling, the signal is digitized (on the fly) in real time; all data is acquired on a single trigger event. This fact is represented in the figure by the number "1". Therefore, there is a simple 1:1 correspondence between the samples and the times at which they were taken. Real-time sampling is needed to capture signals that absolutely do not repeat. The time between samples is called the sample interval. The sample interval is 1/ sample rate. For example, at 1 GSa the sample interval is 1ns. In the real time mode, the resolution is the sample interval.
ADVANTAGES: Pre-trigger viewing is possible as long as the scope is set up to acquire data before the trigger event is actually received.
实时采样:单次触发完成所有样点的采样。
数字带宽 = 采样速率/4
• 能够测试重复或单次(瞬态)信号
• A/D采样速率决定示波器的最大采样率
• 具有“预触发”功能,即既能观察触发点之后的信息,也能观察触发点之前的信息
• A/D转换速率决定示波器的数字带宽
如何计算你所需要的最低采样速率?
1.知道你的信号的最快上升时间, tr
2.计算信号的截止频率
Fknee = 0.4/tr (20% to 80%)
Fknee = 0.5/tr (10% to 90%)
3.计算需要的示波器带宽, BWscope
BWscope = 1.9*Fknee (高斯频响示波器)
4.计算需要的最低采样速率, SRscope
SRscope = 4*Bwscope (高斯频响示波器)
实时采样特点:
•在观察示波器的波形的时候,示波器的实际采样率可能会远远低于标称的最大采样速率
•实际采样率会受到时基的设置和存储深度的影响(后面详细讨论)
•采样率下降会造成示波器系统带宽的下降
系统带宽 = Min(前端模拟带宽,采样速率/4)
采样率越高越好吗?
--高于4倍带宽的采样率,并不能提高测试快信号与毛刺的能力
--过高的采样率,反而会浪费宝贵的存储资源
等效时间采样技术/Equivalent-time Sampling
In equivalent-time sampling it takes multiple trigger events to build up the waveform. In the figure shown, only 3 points are taken per trigger event. Clearly, it would take longer to build up this waveform, compared to the situation in which 50 points/trigger event are acquired. The trigger event is asynchronous to the sample clock; thus each trigger yields a group of samples that are shifted in phase with respect to other groups of samples.
ADVANTAGES: Bandwidth is NOT limited by sampling frequency; BW is limited by analog path (mostly by the preamp chip); pulse performance is typically better than with real-time sampling; timing resolution (which is a function of the trigger interpolator) is typically very good.
等效时间采样特点:
•只能用来测量重复信号
•多次触发建立示波器的波形
•单次采样率并不关键
•触发电路的好坏影响时间分辨率
等效时间采样的波形重建过程
顺序采样技术/Sequential Sampling Technology
In sequential sampling, only ONE sample of the signal is digitized on each trigger. With each successive trigger, the sampling point is delayed further from the trigger point. After a full screen of samples (about 500) are acquired and digitized, the signal is moved from acquisition memory onto the display. In sequential sampling the signal MUST be repetitive. In the 54750 Series the resolution is 62.5 fs.
ADVANTAGES
Sequential sampling does NOT miss repetitive glitches unless they are less in width than the fine interpolator's time resolution. Bandwidth is NOT limited by sampling frequency, but rather by the analog front end of the scope. Because the A/D's used for sequential sampling aren't run at high speeds, they typically are higher resolution successive approximation converters. Timing resolution is better here, compared to real-time sampling.
顺序采样特点:
•只能用来测量重复信号
•一次触发采集一个样点
•多次触发建立波形
•通常用在带宽>10GHz的采样示波器上
•没有预触发信息
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由Vicky转载自KEYSIGHT知乎,原文标题为:示波器采样率设置多少比较合适?,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。
相关研发服务和供应服务
相关推荐
什么是波形?一文解析示波器波形显示基本原理
示波器是一种可将电信号(主要是电压)转换为屏幕/显示屏上的可见轨迹的电子仪器。也就是说,可将电信号转换为光信号。本文中KEYSIGHT来给大家介绍示波器波形显示基本原理,希望对各位工程师有所帮助。
技术探讨 发布时间 : 2024-06-22
为什么尽量使用尽量短的引线来保持示波器探头带宽和精度?
为了进行最准确的测量,最好使用尽量短的示波器探头探针。示波器探头对您的设备施加的电阻、电容和电感负载效应会影响您在示波器屏幕上看到的信号。这些负载效应可能会改变被测电路的工作状态。了解这些负载效应,有助于您避免为特定的电路或系统选择错误探头。
技术探讨 发布时间 : 2024-06-14
解析触发电路在示波器中起什么作用
示波器触发功能能帮助我们找到感兴趣的信号或是电路中的问题,共有11类出发功能。本文,KEYSIGHT详细解释了示波器的边沿触发功能和相关的示波器触发原理。
技术探讨 发布时间 : 2024-05-26
【经验】示波器的使用:如何记录和保存示波器测试结果
是德科技为您演示如何记录示波器的数据。在本文中,您将了解如何保存并调用各种示波器文件类型,包括图像、参考波形和设置。对于本实验,您必须有权访问个人 USB 存储设备。
设计经验 发布时间 : 2023-06-21
【经验】如何选择一款合适的示波器测试MIPI信号
要进行MIPI信号质量的测试,首先要选择合适带宽的示波器,按照MIPI协会的要求,测试MIPI的信号质量至少需要4GHz带宽的示波器。为了提高测试的效率,测试中推荐采用4支探头分别连接clk+/clk-和data+/data-信号进行测试,对于有多条Lane的情况可以每条Lane分别测试。
设计经验 发布时间 : 2020-01-28
【经验】开放实验室Keysight DSOS404A示波器眼图及模板设置、测试
Keysight Infiniium S系列示波器是一款500MHz~8GHz带宽的示波器,硬件具有本底噪声超低、ENOB 高、带宽宽广以及抖动微小等特性,有助于表征真实的信号。本文使用世强硬创电商开放实验室DSOS404A示波器进行眼图及模板设置和测试。
设计经验 发布时间 : 2021-09-08
解析触发工作原理和示波器触发功能,探讨如何使用示波器电流探头测试上电时刻冲击电流
本文KEYSIGHT详细介绍了示波器的触发工作原理和示波器触发功能,并探讨了如何使用示波器电流探头测试上电时刻冲击电流。
设计经验 发布时间 : 2024-05-29
【经验】如何升级Keysight(原安捷伦)示波器固件?
世强硬创开放实验室有不少是德科技(Keysight)示波器,固件版本都比较老了,以至于一些配件无法正确的识别和匹配,比如1147B探头,被示波器识别为1147A。本文把DSO5000示波器和6000示波器固件升级一下,这里和大家分享升级方法和过程。
设计经验 发布时间 : 2021-09-09
【经验】如何快速使用示波器DSO9404A实现一键眼图测量
是德科技示波器的软件不断创新和优化,增加非常多的人性化功能。对于眼图的测量。只需要通过鼠标或者触控屏控制,一键式点击就可以快速地基于实时波形形成出眼图,为用户提供了非常便捷地方式。本文以Keysight DSO9404A型示波器为例讲解一键快速眼图测量。
设计经验 发布时间 : 2019-06-29
9步走告诉你如何使用示波器
示波器的使用方法, 一方面取决于您现有的示波器的型号和配件,另一方面取决于您想要进行的测量活动。本文介绍了9个简要步骤可满足大多数标准使用情况。
技术探讨 发布时间 : 2023-12-13
示波器的作用有什么?
示波器是一种电子测试仪器,它以图形方式将变化的电压显示为一个或多个信号随时间变化的二维图。 主要目的是在屏幕上显示重复的或单一的波形,然后可以分析显示的波形的幅度、频率、上升时间、时间间隔、失真等属性。
技术探讨 发布时间 : 2024-02-19
为什么数字示波器能捕获单次或瞬变信号?
KEYSIGHT介绍示波器波形捕获率。
技术探讨 发布时间 : 2024-03-23
【经验】Keysight MSO-X 3034A示波器的采集信号模式使用经验
示波器一般具有四种常见的采集模式:正常采集模式,峰值采集模式,平均采集模式以及高分辩率采集模式。不同的采集模式适合观察不同的信号,或者对同一信号进行不同目的测量,当然,如果采集模式选择不当,也可能会得到完全错误的测试结果。以Keysight MSO-X 3034A示波器介绍利用示波器四种采集模式使用。
设计经验 发布时间 : 2019-05-31
【经验】示波器使用同轴线测试高速差分信号技巧
我们使用示波器测试高速差分信号时,可以使用差分探头,也可以使用射频同轴线缆。是德科技的S系列和EXR系列示波器以上都有自动差分功能,首先打开示波器的Setup-Channel菜单,我们会看到示波器通道设置菜单。
设计经验 发布时间 : 2023-03-03
【仪器】电源完整性测试新选择——是德科技MXR系列混合示波器,全新功能赋予真正的频谱测试体验
KEYSIGHT MXR系列示波器全新“Spectrum Control”功能,允许工程师以与传统频谱仪相同的逻辑进行操作,为电源测试提供了前所未有的灵活性和深度。传统示波器虽具有良好的时域测量功能,却在频域分析上略显不足,MXR系列混合示波器弥补了这一差距,将两者的优势结合。MXR系列混合示波器上的时频域联调功能,允许用户同时观察信号的时域(时间变化)和频域(频率分布)特性。
产品 发布时间 : 2024-03-21
电子商城
现货市场
服务
提供是德(Keysight),罗德(R&S)测试测量仪器租赁服务,包括网络分析仪、无线通讯综测仪、信号发生器、频谱分析仪、信号分析仪、电源等仪器租赁服务;租赁费用按月计算,租赁价格按仪器配置而定。
提交需求>
朗能泛亚提供是德(Keysight),罗德(R&S)等品牌的测试测量仪器维修服务,包括网络分析仪、无线通讯综测仪、信号发生器、频谱分析仪、信号分析仪、电源等仪器维修,支持一台仪器即可维修。
提交需求>
登录 | 立即注册
提交评论