示波器作為電子工程師最常用的儀器,從最開始的模擬示波器,到數(shù)字存儲(chǔ)示波器和數(shù)字熒光示波器,以及越來越偏向?qū)I(yè)化的定制類示波器,功能越來越豐富的同時(shí),性能也發(fā)生著日新月異的變化,消費(fèi)者在選擇的時(shí)候有時(shí)候就可能看得眼花繚亂,那么如何選擇適合自己的一款示波器呢?我們知道示波器三大核心指標(biāo)是帶寬、采樣率、存儲(chǔ)深度,然而在選擇數(shù)字示波器時(shí)還有一個(gè)很重要的指標(biāo)往往會(huì)被忽略,那就是我們今天要講的波形刷新率,也稱為波形捕獲率!
波形捕獲率是相對(duì)于數(shù)字示波器來說的。數(shù)字示波器采樣、處理數(shù)據(jù)到送顯屏幕都是需要時(shí)間的,處理數(shù)據(jù)和送顯屏幕這段時(shí)間稱為死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間內(nèi)示波器不采樣,是探測(cè)不到信號(hào)發(fā)生的變化的,所以實(shí)際上不是所有波形我們都能在屏幕上看到,我們看到的波形其實(shí)是被死區(qū)時(shí)間分隔成一段一段的,因此就有了波形捕獲率一說。采樣時(shí)間+死區(qū)時(shí)間=波形捕獲周期。而波形捕獲率是指一秒內(nèi)波形捕獲的次數(shù),也就是波形捕獲周期的倒數(shù),如下圖1是示波器的一個(gè)捕獲周期。
△ 圖1.數(shù)字示波器的一個(gè)捕獲周期
連續(xù)多個(gè)捕獲周期內(nèi),死區(qū)時(shí)間越長,相對(duì)的有效捕獲時(shí)間就越短,一旦示波器的波形捕獲率過低,這樣就有可能導(dǎo)致異常信號(hào)出現(xiàn)在死區(qū)時(shí)間內(nèi)而被漏掉。由此可見示波器的波形捕獲率對(duì)于能否捕捉低概率的異常信號(hào)是很關(guān)鍵的,信號(hào)里面隨機(jī)的異常信號(hào)及偶發(fā)信號(hào)往往是無法被預(yù)測(cè)的,波形捕獲率越高,越有利于捕獲低概率的信號(hào)!
那么,我們?nèi)绾悟?yàn)證那些示波器廠家所標(biāo)稱的幾十萬甚至上百萬的波形捕獲率的真假呢?
測(cè)量示波器的波形捕獲率并不難,大多數(shù)示波器都會(huì)提供一個(gè)觸發(fā)輸出信號(hào),通常用于使其他儀器與示波器的觸發(fā)同步,我們可以通過頻率計(jì)以及其他示波器來測(cè)量這個(gè)觸發(fā)信號(hào)的平均頻率,進(jìn)而測(cè)量出待測(cè)示波器的波形捕獲率。
在開始前,我們需要簡單準(zhǔn)備一下器材,來進(jìn)行輔助驗(yàn)證:
① 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器SDG2122X,用于輸出一個(gè)固定頻率的信號(hào)。
② 示波器SDS3000,用于測(cè)試被測(cè)示波器輸出的觸發(fā)信號(hào)的頻率。
③ BNC雙頭線纜若干條。
我們測(cè)試的是鼎陽科技的SDS1202X示波器,操作步驟如下:
① 設(shè)置信號(hào)源輸出一個(gè)10MHZ(頻率大小無要求)的正弦波,用BNC線纜將該信號(hào)輸入到示波器SD1202X的通道CH1。如下圖2
△ 圖2.信號(hào)源輸出10MHZ正弦波至示波器CH1
② 通過示波器面板的Utility按鍵,選擇菜單下輸出設(shè)置,將示波器的輸出設(shè)置為觸發(fā)輸出,以保證示波器每捕獲一次波形,則對(duì)應(yīng)后面板pass/fail Trigger out接口輸出一個(gè)周期的脈沖信號(hào)。
③ 通過面板Acquire按鍵,設(shè)置顯示方式為點(diǎn)顯示。
通過旋轉(zhuǎn)Horizontal旋鈕設(shè)置示波器時(shí)基,在正常模式下不同時(shí)基下示波器擁有不同的波形捕獲率。
如下圖3/4/5/6測(cè)得正常模式下,時(shí)基分別為100ns/div、50ns/div時(shí),示波器的實(shí)際波形捕獲率。