示波器選購指南

　　數(shù)字示波器缺少余輝顯示功能,因為它是數(shù)字處理，只有兩個狀態(tài)，非高即低，原則上波形也是“有”和“無”兩個顯示。為達到模擬示波器那樣的多層次亮度變化，必須采用專用圖象處理芯片，例如TEK公司采用DPX型處理器芯片，具有數(shù)據(jù)采集、圖象處理和存儲等多項功能，DPX芯片由130萬個晶體管組成，采用0.65μm的CMOS工藝，并行流水結(jié)構(gòu)，取樣率高。它既是數(shù)據(jù)采集芯片，同時也是光柵掃描器，模擬示波管屏幕熒光體的發(fā)光特性，用16級亮度分級，將波形存儲在500×200像素的LCD單色或彩色顯示屏上，每1/30秒更新一次。由于模擬存儲示波器只能依靠照相底片記錄波形，對數(shù)據(jù)保存并不方便，而數(shù)字熒光示波器是數(shù)字處理的顯示，數(shù)據(jù)記錄、處理、保存都十分方便。例如用紅色表示出現(xiàn)幾率最高的波形，蘭色表示出現(xiàn)幾率最低的波形，達到一目了然。由于數(shù)字示波器已經(jīng)達到4GHz以上帶寬的水平，配合熒光顯示特性，總的性能優(yōu)于模擬存儲示波器。

　　數(shù)字熒光示波器

　　數(shù)字熒光示波器(DPO)為示波器系列增加了一種新的類型，能實時顯示、存貯和分析復(fù)雜信號的三維信號信息：幅度、時間和整個時間的幅度分布。

　　DSO采用串行處理的體系結(jié)構(gòu)捕獲、顯示和分析信號;相對而言，DPO為完成這些功能采用的是并行體系結(jié)構(gòu)，如圖一、二所示。并行結(jié)構(gòu)和基于ASIC硬件的處理技術(shù)，使數(shù)字熒光示波器能夠捕捉到當(dāng)今復(fù)雜的動態(tài)信號中的全部細(xì)節(jié)和異常情況，并以人類的眼睛的接受速度顯示出來。

　　普通數(shù)字示波器要觀察偶發(fā)事件需要使用長時間記錄，然后作信號處理，這種辦法會漏掉非周期性出現(xiàn)的信號和不能顯示出信號的動態(tài)特性。數(shù)字熒光示波器能夠顯示復(fù)雜波形中的微細(xì)差別，以及出現(xiàn)的頻繁程度。例如觀察電視信號，既有行掃描、幀掃描、視頻信號和伴音信號，還要記錄電視信號中的異?，F(xiàn)象，對于專業(yè)人員和維修人員都是同樣重要的。

　　例.TEK公司的TDS3000系列數(shù)字熒光示波器提供多種測試模塊，可以從前面板右上角插入六種模塊。例如觸發(fā)模塊可作邏輯狀態(tài)、邏輯圖形觸發(fā)，以及脈沖參數(shù)(上升、下降沿、寬度、周期等);電視模塊專用于多種制式的(NTSC、PAL和SECAM)波形記錄;快速傅里葉變換(FFT)模塊可快速顯示信號的頻率成分和頻譜分布，既可分析脈沖響應(yīng)，亦可分析諧波分布，并且識別和定位噪聲和干擾來源。還有高級分析模塊和極限測試模塊。

　　TDS3000系列示波器是便攜式的，重量不到7磅，可由電池供電，特別適于現(xiàn)場使用。

　　2、如何選擇示波器

　　自從示波器問世以來，它一直是最重要、最常用的電子測試工具之一 ;由于電子技術(shù)的發(fā)展，示波器的能力也在不斷提升，其性能與價格也五花八門，市場參差不齊，本文從多方面闡述您如何選擇示波器。

　　了解您的信號?

　　您要知道您用示波器觀察什么?既您要捕捉并觀察的信號其典型性能是什么?您的信號是否有復(fù)雜的特性?您的信號是重復(fù)信號還是單次信號?您要測量的信號過渡過程帶寬，或者上升時間是多大?您打算用何種信號特性來觸發(fā)短脈沖、脈沖寬度、窄脈沖等?您打算同時顯示多少信號?

　　模擬還是數(shù)字?

　　參見前面的《示波器發(fā)展》。總之，傳統(tǒng)的觀點認(rèn)為模擬示波器具有熟悉的面板控制，價格低廉，因而總覺得模擬示波器“使用方便”。但是隨著A/D轉(zhuǎn)換器速度逐年提高和價格不斷降低，以及數(shù)字示波器不斷增加的測量能力和實際上不受限制的各種功能，數(shù)字示波器已獨領(lǐng)風(fēng)騷。

　　帶寬如何?

　　帶寬一般定義為正弦輸入信號幅度衰減到-3dB時的頻率，即70.7%，帶寬決定示波器對信號的基本測量能力。隨著信號頻率的增加，示波器對信號的準(zhǔn)確顯示能力將下降，如果沒有足夠的帶寬，示波器將無法分辨高頻變化。幅度將出現(xiàn)失真，邊緣將會消失，細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)將被丟失。如果沒有足夠的帶寬，得到的關(guān)于信號的所有特性，響鈴和振鳴等都毫無意義。

　　一個決定您所需要的示波器帶寬有效的經(jīng)驗法則是“5倍準(zhǔn)則”;即將您要測量的信號最高頻率分量乘以5。這將會使您在測量中獲得高于2%的精度。

　　在某些應(yīng)用場合，您不知道你的感興趣的信號帶寬，但是您知道它的最快上升時間，大多數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)用下面的公式來計算關(guān)聯(lián)帶寬和儀器的上升時間：Bw=0.35/信號的最快上升時間。

　　帶寬有兩種類型：重復(fù)(或等效時間)帶寬和實時(或單次)帶寬。重復(fù)帶寬只適用于重復(fù)的信號，顯示來自于多次信號采集期間的采樣。實時帶寬是示波器的單次采樣中所能捕捉的最高頻率，且當(dāng)捕捉的事件不是經(jīng)常出現(xiàn)時要求相當(dāng)苛刻。實時帶寬與采樣速率聯(lián)系在一起。

　　由于更寬的帶寬往往意味著更高的價格，因此應(yīng)對照你的預(yù)算來評定通常要觀察信號的頻率成分。

　　采樣速率怎樣?

　　定義為每秒采樣次數(shù)(S/s)，指數(shù)字示波器對信號采樣的頻率。示波器的采樣速率越快，所顯示的波形的分辨率和清晰度就高，重要信息和事件丟失的概率就越小。

　　如果需要觀測較長時間范圍內(nèi)的慢變信號，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)整水平控制按鈕，而所顯示的采樣速率也將隨著水平調(diào)節(jié)按鈕的調(diào)節(jié)而變化。