数字示波器基本概念

基本概念

区分模拟带宽和数字实时带宽

区分模拟带宽和数字实时带宽

带宽是示波器zui重要的标之。模拟示波器的带宽是个固定的值，而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样所能达到的zui带宽为示波器的数字实时带宽，数字实时带宽与zui数字化频率和波形重建因子K相关（数字实时带宽=zui数字化速率/K），般并不作为项标直接给出。从两种带宽的定义可以看出，模拟带宽只适合重复周期信号的测量，而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆，实际上的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实际上是其模拟带宽为500MHz，而zui数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时，定要参考数字示波器的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差。

有关采样速率

采样速率也称为数字化速率，是单位时间内，对模拟输入信号的采样次数，常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的项重要标。

1.如果采样速率不够，容易出现混迭现象

如果示波器的输人信号为个100KHz的正弦信号，示波器显示的信号频率却是50KHz，这是怎么回事呢？这是因为示波器的采样速率太慢，产生了混迭现象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率，或者即使示波器上的触发示灯已经亮了，而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。那么，对于个未知频率的波形，如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢？可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档，看波形的频率参数是否急剧改变，如果是，说明波形混迭已经发生；或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来，也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯定理，采样速率至少于信号频成分的2倍才不会发生混迭，如个500MHz的信号，至少需要1GS/s的采样速率。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生：

·调整扫速；

·采用自动设置（Autoset）；

·试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式，因为包络方式是在多个收集记录中寻找值，而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找zui大zui小值，这两种方法都能检测到较快的信号变化。

·如果示波器有Insta Vu采集方式，可以选用，因为这种方式采集波形速度快，用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。

2.采样速率与t/div的关系

每台数字示波器的zui大采样速率是个定值。但是，在意个扫描时间t/div，采样速率fs由下式给出：

fs=N/(t/div)　N为每格采样点

当采样点数N为定值时，fs与t/div成反比，扫速越大，采样速率越低。下面是TDS520B的组扫速与采样速率的数据：

表1扫速与采样速率

t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25