如何挑選和購(gòu)買(mǎi)適合的示波器

示波器是最重要、最常用的電子測(cè)試工具之一。由于電子技術(shù)的發(fā)展，示波器的能力也在不斷提升，其性能與價(jià)格各具特色，市場(chǎng)上的品種也多種多樣，在購(gòu)買(mǎi)示波器時(shí)應(yīng)充分考慮這些方面因素：要捕捉并觀察信號(hào)的類(lèi)型， 信號(hào)本身有無(wú)復(fù)雜特性，需要檢測(cè)的信號(hào)是重復(fù)信號(hào)還是單次信號(hào)，以及要測(cè)量的信號(hào)過(guò)渡過(guò)程、 帶寬或者上升時(shí)間是多大等等。

模擬示波器也許具有你熟悉的面板控制鍵鈕，價(jià)格低廉。 但是隨著A/D轉(zhuǎn)換器速度逐年提高和價(jià)格不斷降低，以及數(shù)字示波器不斷增加的測(cè)量能力與各種實(shí)用功能的開(kāi)發(fā)，尤其是捕捉瞬時(shí)信號(hào)和記憶信號(hào)的功能的完善，使數(shù)字示波器越來(lái)越受歡迎。因此在選購(gòu)時(shí)應(yīng)因地制宜，合理地選擇。

下面我們來(lái)看看選擇示波器應(yīng)考慮哪些參數(shù)：

帶寬

帶寬一般定義為正弦輸入信號(hào)幅度衰減到-3dB時(shí)的頻率寬度， 即平均幅度的70.7%， 帶寬決定示波器對(duì)信號(hào)的基本測(cè)量能力。 隨著被測(cè)信號(hào)頻率的增加，示波器對(duì)信號(hào)的準(zhǔn)確顯示能力將下降， 如果沒(méi)有足夠的帶寬， 示波器將無(wú)法分辨高頻分量的變化。 幅度將出現(xiàn)失真，邊緣會(huì)變得圓滑，細(xì)節(jié)參數(shù)將丟失。 如果沒(méi)有足夠的帶寬，就不能得到關(guān)于信號(hào)的所有特性及參數(shù)。

選擇示波器時(shí)將要測(cè)量的信號(hào)最高頻率分量乘以5作為示波器的帶寬。這將會(huì)在測(cè)量中獲得高于2%的精度。例如要測(cè)量電視機(jī)的色副載波，其頻率為4.43MHz，取4.43MHz的5倍約為22MHz的示波器能滿(mǎn)足精確的測(cè)量要求。

在某些應(yīng)用場(chǎng)合，不知道信號(hào)帶寬，但要了解它的最快上升時(shí)間，大多數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)，可用下面的公式來(lái)計(jì)算等效帶寬和儀器的上升時(shí)間: Bw=0.35/信號(hào)的最快上升時(shí)間。

帶寬有兩種類(lèi)型:重復(fù)(或等效時(shí)間)帶寬和實(shí)時(shí)(或單次)帶寬。重復(fù)帶寬只適用于重復(fù)的信號(hào)，顯示來(lái)自于多次信號(hào)采集期間的采樣。 實(shí)時(shí)帶寬是示波器的單次采樣中所能捕捉的最高頻率，且當(dāng)捕捉的信號(hào)不是經(jīng)常出現(xiàn)時(shí)要求相當(dāng)苛刻。 實(shí)時(shí)帶寬與采樣速率是密切相關(guān)的。

由于更寬的帶寬往往意味著更高的價(jià)格，因此，應(yīng)根據(jù)成本，投資和性能進(jìn)行綜合考慮.

采樣率

采樣率即為每秒采樣次數(shù)，指數(shù)字示波器對(duì)信號(hào)采樣的頻率。示波器的采樣率越快，所顯示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和隨機(jī)信號(hào)丟失的概率就越小。

如果需要觀測(cè)較長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的慢變信號(hào)，則最小采樣速率就變得較為重要。為了在顯示的波形記錄中保持固定的波形數(shù)，需要調(diào)整水平控制旋鈕，而所顯示的采樣速率也將隨著水平調(diào)節(jié)旋鈕的調(diào)節(jié)而變化。

采樣速率計(jì)算方法取決于所測(cè)量的波形的類(lèi)型，以及示波器所采用的信號(hào)重現(xiàn)方式.

為了準(zhǔn)確再現(xiàn)信號(hào)并避免混淆，奈奎斯特定理規(guī)定:信號(hào)的采樣速率必須大于被測(cè)信號(hào)最高頻率成分的兩倍。然而，這個(gè)定理的前提是基于無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間和連續(xù)的信號(hào)。

由于沒(méi)有示波器可以提供無(wú)限時(shí)間的記錄長(zhǎng)度，而且，從定義上看，低頻干擾是不連續(xù)的，所以采用兩倍于最高頻率成分的采樣速率，對(duì)數(shù)字示波器來(lái)說(shuō)通常是不夠的。

實(shí)際上，信號(hào)的準(zhǔn)確再現(xiàn)取決于其采樣速率和信號(hào)采樣點(diǎn)間隙所采用的插值法。有一個(gè)在比較取樣速率和信號(hào)帶寬時(shí)很有用的經(jīng)驗(yàn)法則: 如果示波器有內(nèi)插(通過(guò)篩選以便在取樣點(diǎn)間重新生成)，則(取樣速率/信號(hào)帶寬)的比值至少應(yīng)為4:1。無(wú)正弦內(nèi)插時(shí)，則應(yīng)采取10:1的比值。

波形捕獲率

所有的示波器都會(huì)閃爍。 也就是說(shuō)，示波器每秒鐘以特定的次數(shù)捕獲信號(hào)，在這些測(cè)量點(diǎn)之間將不再進(jìn)行測(cè)量。 這就是波形捕獲率， 也稱(chēng)屏幕刷新率，表示為波形數(shù)每秒(wfms/s)。采樣速率表示的是示波器在一個(gè)波形或周期內(nèi)，采樣輸入信號(hào)的頻率；波形捕獲速率則是指示波器采集波形的速度。 波形捕獲速率取決于示波器的類(lèi)型和性能級(jí)別，且有著很大的變化范圍。 高頻波形捕獲速率的示波器將會(huì)提供更多的重要信號(hào)特性，并能極大地增加示波器快速捕獲瞬時(shí)的異常信息，如抖動(dòng)，矮脈沖、低頻干擾和瞬時(shí)誤差的概率等。

數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO)使用串行處理結(jié)構(gòu)每秒鐘可以捕獲10到5000個(gè)波形。DPO數(shù)字熒光示波器采用并行處理結(jié)構(gòu)，可以提供更高的波形捕獲速率，有的高達(dá)每秒數(shù)百萬(wàn)個(gè)波形，大大提高了捕獲間歇和難以捕捉信號(hào)的可能性，并能更快地發(fā)現(xiàn)瞬間出現(xiàn)的信號(hào)。

存儲(chǔ)深度

存儲(chǔ)深度也叫記錄長(zhǎng)度，是示波器所能存儲(chǔ)的采樣點(diǎn)多少的量度。 如果需要不間斷地捕捉一個(gè)脈沖串，則要求示波器有足夠的存儲(chǔ)空間以便捕捉整個(gè)過(guò)程中偶然出現(xiàn)的信號(hào)。 將所要捕捉的時(shí)間長(zhǎng)度除以精確重現(xiàn)信號(hào)所須的取樣速度，可以計(jì)算出所要求的存儲(chǔ)深度。

在正確位置上捕捉信號(hào)的有效觸發(fā)，通常可以減小示波器實(shí)際需要的存儲(chǔ)量。

存儲(chǔ)深度與取樣速度密切相關(guān)。 存儲(chǔ)深度取決于要測(cè)量的總時(shí)間跨度和所要求的時(shí)間分辨率。

許多示波器允許用戶(hù)選擇記錄長(zhǎng)度，以便對(duì)一些操作中的細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。分析一個(gè)十分穩(wěn)定的正弦信號(hào)，只需要500點(diǎn)的記錄長(zhǎng)度;但如果要解析一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，則需要有一百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)或更多點(diǎn)的記錄長(zhǎng)度。

觸發(fā)功能

示波器的觸發(fā)能使信號(hào)在正確的位置開(kāi)始水平同步掃描，決定著信號(hào)波形的顯示是否清晰。觸發(fā)控制按鈕可以穩(wěn)定重復(fù)地顯示波形并捕獲單次波形。

大多數(shù)通用示波器的用戶(hù)只采用邊沿觸發(fā)方式，特別是對(duì)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的故障查詢(xún)。先進(jìn)的觸發(fā)方式可將所需要的信號(hào)分離出來(lái)，從而最有效地利用采樣速度和存儲(chǔ)深度。

現(xiàn)今有很多示波器，具有先進(jìn)的觸發(fā)能力：能根據(jù)由幅度定義的脈沖，由時(shí)間限定的脈沖(脈寬觸發(fā))和由邏輯狀態(tài)或圖形描述的脈沖(邏輯觸發(fā))進(jìn)行觸發(fā)。擴(kuò)展和常規(guī)的觸發(fā)功能組合也幫助顯示視潁和其他難以捕捉的信號(hào)，如此先進(jìn)的觸發(fā)能力，在設(shè)置測(cè)試過(guò)程時(shí)提供了很大程度的靈活性，而且能大大地簡(jiǎn)化測(cè)量工作，給使用帶來(lái)了很大的方便。

示波器的通道數(shù)

示波器的通道數(shù)取決于同時(shí)觀測(cè)的信號(hào)數(shù)。在電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和維修行業(yè)需要的是雙通道示波器或稱(chēng)雙蹤示波器。如果要求觀察多個(gè)模擬信號(hào)的相互關(guān)系，將需要一臺(tái)4通道示波器。許多工作于模擬與數(shù)字兩種信號(hào)系統(tǒng)的科研環(huán)境也考慮采用4通道示波器。

示波器選購(gòu)其它注意事項(xiàng)

選購(gòu)示波器時(shí)，要根據(jù)檢測(cè)需要選購(gòu)。 一般的檢測(cè)，單通道示波器即可，對(duì)于檢測(cè)兩個(gè)相關(guān)的信號(hào)時(shí)，需要使用雙通道示波器。雙通道示波器具有兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)處理通道，可同時(shí)輸入兩個(gè)信號(hào)，因而可以將兩個(gè)信號(hào)的相位、幅度、波形等參數(shù)進(jìn)行比較和計(jì)量。此外，在檢測(cè)同一信號(hào)的直流分量和交流分量時(shí)，借助于雙通道示波器的兩個(gè)通道，一個(gè)通道測(cè)直流分量，一個(gè)通道測(cè)交流分量，會(huì)十分方便。

在進(jìn)行家用電器設(shè)備的電視機(jī)、影碟機(jī)、電磁爐等維修時(shí)，通常選40MHz 雙通道示波器可以滿(mǎn)足維修要求，因?yàn)樵诰S修工作中往往不需要精確的測(cè)量信號(hào)的各種參數(shù)， 只需粗略的觀測(cè)信號(hào)波形，估算頻率和周期。此外，家電產(chǎn)品中很多的信號(hào)的頻率特性都在示波器的測(cè)量范圍之內(nèi)，例如音頻信號(hào)、視頻信號(hào)、行同步、場(chǎng)同步、控制信號(hào)等都在示波器的測(cè)量范圍之內(nèi)，某些大于40MHz時(shí)鐘信號(hào)也能測(cè)量。

經(jīng)濟(jì)條件好應(yīng)選購(gòu)100MHz的示波器，這樣測(cè)量高頻信號(hào)的精度更高。

家電維修工作中的示波器最好要有選行(電視信號(hào)的行信號(hào))和選場(chǎng)(場(chǎng)同步)功能，觀測(cè)視頻信號(hào)時(shí)易于同步，使觀測(cè)的波形穩(wěn)定。