如何選擇示波器？要考量的10個(gè)因素

示波器是電子工程師必備工具之一，常使用在電路設(shè)計(jì)、PCB制造、電子設(shè)備維修等場景中。示波器如此重要，選購時(shí)需要注意什么呢？下面我們一起來看看選擇示波器要考量的10個(gè)因素。

01 頻寬

頻寬決定了示波器量測類比訊號的能力，這決定了儀器可以準(zhǔn)確量測的最大頻率。頻寬也是價(jià)格的關(guān)鍵的決定因素。

選擇示波器前先確定您的需求。例如，100 MHz的示波器通常可保證在100 MHz下具有少于30%的衰減。為了確保優(yōu)于2%的振幅準(zhǔn)確度，輸入應(yīng)該低于20 MHz。

當(dāng)選擇頻寬時(shí)，請使用「五倍規(guī)則」。示波器頻寬大于或等于您想要的最大頻率的五倍，如果頻寬太低，您的示波器將無法解析高頻率的變化。

基本示波器的范圍通常為50 MHz至200 MHz。如需更多頻寬，則可使用更高效能示波器，以涵蓋350 MHz以上，可達(dá)數(shù)十個(gè)GHz的范圍。

02 取樣率

取樣率(每秒取樣數(shù))是示波器取樣訊號的速率，類似于攝影機(jī)的訊框率；這決定了示波器能擷取多少波形細(xì)節(jié)。

同樣地，我們建議采用「五倍法則」：使用至少5倍于您電路最高頻率分量的取樣率。

大多數(shù)的基本示波器皆具有1至2 GS/s的(最大)取樣率。請記住，基本示波器擁有高達(dá)200MHz的頻寬，所以示波器設(shè)計(jì)人員通常會在最大頻寬下，以5至10倍超取樣來設(shè)計(jì)示波器。

取樣的速度越快，遺失信息越少，以及示波器將能更有效地呈現(xiàn)待測訊號；但是，這也會越快填滿內(nèi)存，也連帶限制了可以擷取數(shù)據(jù)的時(shí)間。

大多數(shù)入門級示波器擁有1至2 GS/s的最大取樣率，中階示波器則有5至10 GS/s的最大取樣率。

03足夠的輸入通道和正確的通道

示波器使用類比通道來儲存并顯示訊號，在一般情況下，越多通道越好，盡管增加通道即會增加價(jià)格。

是否要選擇2個(gè)或4個(gè)類比通道將取決于您的應(yīng)用。例如，您可使用兩個(gè)通道來比較分量的輸入和輸出。四個(gè)類比通道則可讓您比較更多的訊號，并提供更大的靈活性，以數(shù)學(xué)方式來結(jié)合通道(例如，相乘可取得功率，或相減可取得差動式訊號)。

注意：開啟的通道數(shù)量可能會降低取樣率。

04相容的探棒

良好的量測始于探棒頭。示波器和探棒是作為一個(gè)系統(tǒng)搭配使用，所以在選擇示波器時(shí)一定要考慮探棒。

在量測期間，探棒實(shí)際上即成為電路、引入電阻、電容和電感負(fù)載(改變量測)的一部分。為了盡可能地減少影響，最好使用示波器搭配的專門探棒。各種相容的探棒將可讓您在更多的應(yīng)用中使用您的示波器。

另外，選擇具有足夠頻寬的被動式探棒也很重要，探棒的頻寬應(yīng)該與示波器的頻寬相符。

探棒的分類

被動式探棒

被動式探棒具有10倍衰減，會呈現(xiàn)電路的受控制阻抗和電容，并適用于大多數(shù)接地參考的量測，大多數(shù)示波器均隨附此種探棒。針對每個(gè)輸入通道，您將需要備一個(gè)被動式探棒。

高電壓差動式探棒

差動式探棒可讓接地參考的示波器進(jìn)行安全、準(zhǔn)確的浮動和差動式量測。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該都至少擁有一個(gè)！

邏輯探棒

邏輯探棒會提供數(shù)位訊號至混合訊號示波器的前端，包括「浮動引線」與專為連接至電路板上微小測試點(diǎn)所設(shè)計(jì)的配件。

電流探棒

若增加電流探棒，可讓示波器量測電流，當(dāng)然，還能讓示波器計(jì)算并顯示瞬時(shí)功率。

05 觸發(fā)

觸發(fā)功能可提供穩(wěn)定的顯示畫面，讓您能在復(fù)雜波型的特定部分上調(diào)整歸零。

所有的示波器皆可提供邊緣觸發(fā)功能，且大多數(shù)均可提供脈沖寬度觸發(fā)功能。而示波器可用的觸發(fā)選項(xiàng)范圍越寬，示波器越靈活(將更快找出問題根源！)

06記錄長度

記錄長度是完整波型記錄中的點(diǎn)數(shù)。在一般情況下，示波器僅能儲存有限數(shù)量的取樣，所以，記錄長度越大越好。

擷取的時(shí)間=記錄長度/取樣率

所以，若具有1M點(diǎn)的記錄長度，且取樣率為250 MS/s時(shí)，示波器將可擷取4 ms。

良好的基本示波器一般儲存超過2,000點(diǎn)，這對穩(wěn)定的正弦波訊號(可能需要500點(diǎn))而言已綽綽有余。但要找出復(fù)雜的數(shù)位資料流中的時(shí)序異常原因，則應(yīng)考慮1M點(diǎn)以上的記錄長度。

具有記錄長度為數(shù)百萬點(diǎn)的示波器可以顯示出許多訊號活動的畫面，對研究復(fù)雜的波型而言是必不可少的功能。

07自動量測及分析

自動化波型量測可更輕松地獲得準(zhǔn)確數(shù)值讀數(shù)。

大多數(shù)的示波器皆提供了前面板按鈕和/或螢?zāi)皇焦δ鼙?，以進(jìn)行準(zhǔn)確的自動化量測，包括振幅、週期和上升/下降時(shí)間。許多數(shù)位示波器還提供了平均值和RMS計(jì)算、工作周期和其他數(shù)學(xué)運(yùn)算。

比如通道運(yùn)算功能讓您可對波型進(jìn)行加、減和乘等運(yùn)算。使用波型相乘功能將電壓和電流相乘即可獲得功率值；使用減法功能則可粗略估計(jì)差動式量測?？焖俑盗⑷~變換(FFT)功能將可讓您查看擷取波型的頻率頻譜。

08易于操作

示波器應(yīng)易于操作非常重要，即使是偶爾使用。易于操作的標(biāo)準(zhǔn)包括：

常用的調(diào)整功能應(yīng)該擁有專門的旋鈕。

AUTOSET和/或DEFAULT按鈕將可用于即時(shí)設(shè)定。

示波器應(yīng)對不斷變化的事件能快速響應(yīng)和反應(yīng)。

示波器應(yīng)可支持您的語言，包括功能表系統(tǒng)、內(nèi)建的說明、手冊和合適的前面板說明。

09 連接性

直接將示波器連接至電腦或透過可攜式媒體傳輸資料，可讓您進(jìn)行進(jìn)階的分析，并簡化記錄和分享成果。

比如許多示波器均可產(chǎn)生JPG、BMP或PNG文件，輕松地納入資料。許多示波器均隨付軟件，或使其可用于下載，以協(xié)助擷取螢?zāi)划嬅妗⑹占ㄐ唾Y料或儲存儀器設(shè)定。還有些示波器提供了VGA輸出，讓您連接外部顯示器以便于檢視。

選示波器時(shí)，可看看有哪些功能是您需要的，現(xiàn)成的驅(qū)動程式可為您節(jié)省顯著的時(shí)間和精力。

10串列匯流排解碼

大多數(shù)系統(tǒng)級(電腦到電腦)通訊均是在串列資料連接上傳輸。

即使在現(xiàn)今的電路板上，大部分的芯片對芯片資料仍是在串列匯流排上傳輸。

有些示波器能夠解碼串列匯流排，并顯示資料時(shí)間相關(guān)的其他波型。相較于手工解碼，自動解碼耗時(shí)少得多且不易出錯(cuò)。除了解碼，某些示波器還提供觸發(fā)和搜尋串列資料值的能力。這些功能有助于加速疑難排解的程序。

來源：STM32嵌入式開發(fā)