作為數(shù)字示波器的第三大關(guān)鍵指標(biāo),存儲深度是不可不提到的,存儲深度是示波器所能存儲的采樣點多少的量度。對于數(shù)字存儲示波器最大存儲深度是一定的,但是在實際測試中所使用的存儲深度是可調(diào)的。
存儲深度等于存儲速率和存儲時間的乘積,提高示波器的存儲深度可以間接提高示波器的采樣率,如果在存儲深度固定的情況下,如果要采集長時間段的波形,只能以降低采樣率作為代價,可這又會導(dǎo)致波形質(zhì)量的下降,如果提高存儲深度,可以提高采樣率以獲取不失真的波形。MS500系列采用240K高存儲深度,對高速和長時間信號依然能夠可以保持1G/s的采樣率,保證信號的準(zhǔn)確度,具備同時分析高頻和低頻現(xiàn)象的能力,高存儲深度使得該款示波器在FFT和高速串行信號能夠應(yīng)付自如。
為了更好的理解示波器,一些性能術(shù)語的理解也是相當(dāng)重要的,下面對于示波器的性能術(shù)語加以簡單介紹。
觸發(fā)
說到示波器不得不提到觸發(fā)的概念,正確的理解觸發(fā)概念對于更好更正確的使用示波器至關(guān)重要,數(shù)字示波器與很多豐富的觸發(fā)功能,國產(chǎn)手持式多功能示波器Micsig品牌MS500系列支持的觸發(fā)類型包括邊沿、脈寬、邏輯、視頻和串行總線。用戶可通過對觸發(fā)條件的設(shè)置觀察到觸發(fā)前或者觸發(fā)后的波形,測量低速信號中的干擾和奇怪信號就要通過觸發(fā)來隔離。觸發(fā)的功能簡單地說就是隔離波形和同步波形兩種作用,隔離就是在觸發(fā)位置隔離的波形是滿足觸發(fā)的波形,同步就是穩(wěn)定輸出波形,讓波形不再晃動,網(wǎng)上有一篇專門介紹觸發(fā)的文章說的很通俗,更好更清楚的理解觸發(fā)就得對觸發(fā)有關(guān)的觸發(fā)源、觸發(fā)點、觸發(fā)電平和觸發(fā)模式有所了解。
觸發(fā)源就是選擇哪條通道作為觸發(fā)對象,觸發(fā)源可以選擇示波器的任一通道也可以設(shè)置外部信號作為觸發(fā)信號源;觸發(fā)點也就是所說的觸發(fā)位置,調(diào)節(jié)觸發(fā)位置可以觀察觸發(fā)之前或者觸發(fā)之后的波形,按一下MS500示波器上的“50%”快捷鍵可以快速把觸發(fā)位置調(diào)節(jié)到水平中央位置;觸發(fā)電平是設(shè)定觸發(fā)點所對應(yīng)的信號電壓,信號只有達(dá)到所設(shè)定的觸發(fā)電平才能被觸發(fā)。
觸發(fā)模式一般有自動(Auto)、正常(Normal)和單次(Single),有些人會把停止(Stop)作為第四種觸發(fā)模式。正常模式是指不論是否滿足觸發(fā)條件都有波形顯示,都實時刷新顯示波形;正常模式指僅在有效觸發(fā)事件時才觸發(fā)顯示,否則波形會靜止在上一次捕獲的波形圖上,對于麥科信手持式示波器MS500系列示波器屏幕右上角會顯示“等待觸發(fā)”提示。單次模式就是捕獲第一次滿足觸發(fā)條件的信號波形,捕獲后就顯示停止?fàn)顟B(tài),停止模式就是讓信號強(qiáng)制靜止?fàn)顟B(tài)。
此外還有觸發(fā)耦合方式和觸發(fā)抑制時間,麥科信示波器的觸發(fā)耦合方式有直流、交流、高頻抑制、低頻抑制、噪聲抑制耦合方式。觸發(fā)抑制時間是指示波器重新觸發(fā)所等待的時間。在抑制結(jié)束之前,示波器不會再觸發(fā)。
波形刷新率
波形刷新率也就是波形捕獲率是指示波器每秒鐘可以顯示多少條波形,示波器的“死區(qū)”時間指示波器對已采集到的波形進(jìn)行處理和顯示的時間,在此時間,示波器不采集信號。普通示波器的“死區(qū)”時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于“顯示區(qū)”的時間,這就讓絕大部分時間的信號沒被顯示,導(dǎo)致無法觀察到異常信號。而MS500系列的手持式示波器的刷新率可以達(dá)到19萬次/秒,高刷新率示波器則大大減少了死區(qū)時間,從而能夠迅速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)異常信號,真正實現(xiàn)“看見”一般示波器“看不見”的事件。
垂直分辨率
數(shù)字示波器的垂直分辨率指的是模數(shù)轉(zhuǎn)換器的垂直分辨率,用來衡量示波器將輸入電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字值的精確程度,通常用A/D的位數(shù)來表示,比起工程師談的更多的是示波器的帶寬和采樣率,一般很少談到分辨率。一般各個廠家生產(chǎn)的實時示波器ADC位數(shù)大都為8位,故而極少提及垂直分辨率,MS500系列是9位的垂直分辨率,一般實時示波器由于采樣率高,ADC位數(shù)很難提高,在需要高分辨率測量的場合經(jīng)常由低采樣率的數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)。而Micsig示波器在具備1G/s的采樣率情況下,其ADC位數(shù)達(dá)到9位,使其在測量和分析微小變化的信號也能盡可能減小量化誤差。
關(guān)于示波器還有其他一些性能指標(biāo),讀者可以參照其他相關(guān)資料,并且可以從各示波器生產(chǎn)廠商那里找到關(guān)于介紹示波器的文章,初學(xué)者若能把本文介紹這些概念能夠深刻理解并能加以消化吸收,對于理解示波器原理和更好的使用示波器,樹立正確的使用示波器的觀念和掌握選擇示波器的權(quán)衡方法都具有指導(dǎo)作用。也深知自己水平有限,難免有疏忽錯漏之處,寫下這篇文章,我也是誠惶誠恐,也借鑒了一些有關(guān)專家的觀點,只希望對初學(xué)者能夠準(zhǔn)確快速地題解示波器起到拋磚引玉的效果,同時也希望我的拙文能夠成為初學(xué)者乃至工程師們茅塞頓開的啟蒙之作。