一、了解您需要測試的信號
您要知道用示波器觀察什么?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的帶寬,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?您對測試信號作何種處理?
二、選擇示波器的核心技術(shù)差異:模擬(DRT)、數(shù)字(DSO)、還是數(shù)模兼合(DPO)
傳統(tǒng)的觀點認(rèn)為模擬示波器具有熟悉的控制面板,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測量功能,數(shù)字示波器已。但是數(shù)字示波器顯示具有三維的缺陷、處理連續(xù)性數(shù)據(jù)慢等缺點,需要具有數(shù)模兼合技術(shù)的示波器,例 DPO 數(shù)字熒光示波器。
三、確定測試信號帶寬
帶寬一般定義為正弦波輸入信號幅度衰減到 -3dB 時的頻率,即幅度的70.7% 。帶寬決定示波器對信號的基本測量能力。如果沒有足夠的帶寬,示波器將無法測量高頻信號,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,得到的信號所有特性,包含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經(jīng)驗—— “5倍經(jīng)驗準(zhǔn)則”:將您要測量的信號zui高頻率分量乘以5,使測量結(jié)果獲得高于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zui快上升時間,這時頻率響應(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zui快上升時間。
數(shù)字示波器帶寬有兩種類型: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zui高頻率,且當(dāng)捕捉的事件不是經(jīng)常出現(xiàn)或瞬變信號時就更為重要,實時帶寬與采樣速率緊密。
帶寬越高越好,但是更高的帶寬往往意味著更高的價格,因此應(yīng)按照預(yù)算來選擇您要觀察的信號頻率成分。
四、A/D轉(zhuǎn)換器的采樣速率(或采樣速度)
單位為每秒采樣次數(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)的慢變信號或低頻信號,zui小采樣速率就發(fā)揮了作用,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)旋鈕的變化而變化。
如何計算采樣速率?計算方法取決于所測量的波形類型,以及示波器所采用的信號重建方式,例正弦插入法,矢量插入法等。為了準(zhǔn)確地再現(xiàn)信號并避免混淆,奈奎斯定理規(guī)定:信號的采樣速率必須不小于其zui高頻率成分的兩倍。然而,這個定理的前提是基于無限長時間和周期連續(xù)的信號。由于示波器不可能提供無*的記錄長度,而且從定義上看,低頻干擾是不連續(xù)的,也不是周期的,所以采用兩倍于zui高頻率成分的采樣速率通常是不夠的。
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