网络知识 娱乐 详解示波器的三个主要参数:采样率,存储深度,带宽

详解示波器的三个主要参数:采样率,存储深度,带宽

1.采样率

  

示波器在测量信号时,需要这样,一个一个点的对波形进行采样,显然,这样的采样点越多,所测到的波形,就越接近最真实的波形。如果采样的点数过少,波形就会失真。 

如一台示波器标注的采样率是:1GSa/s。sa就是sample ,样本,样品意思。1G = 1000MB = 1000 000KB = 1000 000  000字节。即,每秒可进行10亿次采样。一次采集一个字节。

注意,这只是示波器标注的最高采样率。它在实际使用时的采样率还受限于另外一个参数:存储深度。

2.存储深度

示波器在工作时,是在截取一段一段的波形,然后放在显示屏上给我们看的。需要将采集到的波形,存储到内存区,方便计算和处理。这块内存区的容量就是存储深度。这块内存区的容量是有限的而且是一个固定值。

例如,一台示波器的存储深度是2.5k。即,意味着,这台示波器的内存区域可以存放2500个采样点的数据。用存储深度除以采样率2.5k/1GSa/s = 2.5us,这就说明,这台示波器,只有2.5us的采样时间。

显然,2.5us长度的波形,在很多情况下,并不能满足我们的测量要求。所以为了能够采集到更长时间的波形,示波器会主动降低自己的采样率。

 

看示波器的屏幕的每一格占多少时间,然后计算屏幕上所有,格子的总时间,就可以知道,示波器此时的采样时间。若增大示波器的存储深度,那么示波器需要处理的数据也就会增加,此时若是示波器处理数据的速度慢,那么示波器就会变得非常卡。

3.带宽

(1)何为带宽

示波器的带宽,很大程度决定了示波器的价格。示波器和示波器的探头,可以简单的看成是一个RC低通滤波器。低频正弦信号,可以很轻松的进入到示波器内部的采样芯片。

高频正弦信号则会受到衰减。

由RC低通滤波器频率和幅值的关系可知

当频率高到某一特定的值时,幅值将衰减为原来的0.707倍。这个特定的频率就是示波器的带宽。

例如,一个示波器的带宽为100Mhz。如果输入一个f = 100Mhz,幅值为1v的正弦信号,那么示波器显示出来的波形,就只有0.707v了。

(2)五倍法则

即,示波器的带宽应该是被测正弦报信号的频率的5倍,最合适。

此时,信号的衰减,小到可以忽略。那么100M带宽的示波器,测量20M以下的正弦波时,衰减可以忽略。

(3)傅里叶变换

由傅里叶变换可知,任何信号波形,都是由正弦波信号有限次或者无限次组合得来的。(万波皆可正弦波)

这是一个1Hz的正弦波

给它叠加一个3Hz的正弦波

再给它叠加一个5Hz的正弦波

叠加1000次后

变成了矩形波