示波器那些事儿–之采样率

采样率（Sampling Rate）望文生义便是“采样的速率”，便是单位时刻内将模仿电平转化成离散的采样点的速率。采样进程反映了数字示波器的实质：将模仿信号离散为一个一个的采样点。
数字示波器差异于模仿示波器的一个最大不同是将模仿信号进行离散化。在数字国际里，永久只要0和1。怎么将那些各种不同形状的模仿信号转化成为0和1呢？采样坚持电路依据采样时钟将接连的模仿信号“等时刻距离的”、“实时的”转化为离散的电平，离散的电平再经过模数转化器（ADC）转化为一系列的0和1。关于8位ADC来说，8个接连的0和1组成一个采样点，代表了一个电平值，示波器将这些离散的采样点直接显现或将点和点经过某种办法相连显现为示波器屏幕上的波形。

离散的采样点之间的距离便是采样周期，采样周期的倒数便是采样率，例如，采样率2GSa/s就表明两个采样点之间的距离为1ns。在“点显现”办法和“线性插值”形式下，将示波器屏幕上的波形翻开，有些示波器能看出屏幕上等时刻距离的采样点，翻开示波器光标能够丈量出两个点之间的距离即为采样周期。

某些示波器能够挑选采样办法：“实时采样（real-time sampling）”或“等效时刻采样（effective time sampling）”。
实时采样特别合适频率规模不到示波器最大采样率（补白：在示波器的面板上一般都会有标识采样率，该采样率便是指这台示波器能够工作到的最高采样率。可是，实际上示波器的“当时采样率”因为遭到存储深度的约束，跟着示波器收集时刻的添加，采样率会被逼迫地主动下降，一般或许小于最高采样率。）一半的信号，这儿示波器能够在波形一次“扫描”中，收集超越满足量的点，构建精确的画面，实时采样是运用示波器捕获快速、单次、瞬态信号的仅有办法。

等效时刻采样根据这样一个现实，那便是大多数自然发生的事情和人为事情都是重复的。等效时刻采样从每次重复中捕获少数信息，构建重复的信号画面。波形像一串灯，一向渐渐会聚，一个接一个的亮起。这答应示波器精确地捕获其频率成份远远高于示波器采样率的信号。

等效时刻采样办法有两种：“随机等效采样形式”和“次序等效采样形式”。两种办法各有长处，随机等效采样形式答应显现触发点前面的输入信号，而不运用推迟线路。次序等效采样形式供给的时刻分辨率和精度则要高得多。这两种办法都要求输入信号是重复的。

要保证过采样，而不要欠采样。欠采样时示波器不能实在的复原原始波形，表现为波形部分细节丢掉、失真等现象。

采样率严峻不行会导致混叠，信号本来是左图中黑线表明的正弦波，丈量到的信号也仍然是正弦波，但频率发生了改动。

那么在示波器的运用上，究竟该怎么挑选采样率呢？一个准则便是：感兴趣的信号上升沿能采样3-5个点。上升沿能采样最少有3个点，到达5个点就满足了，采样更多的样本点含义也并不大，如表所示关于上升时刻为1ns的信号，假如上升沿采样5个点，也便是每距离0.2ns采样一个点，采样率需求5GSa/s以上，表中能够看出当采样率为5GSa/s和10GSa/s时，丈量上升时刻的计算均匀结果是相同的，方差值都是0.02ns。

总归，判别采样率是否满足，首要仍是要看您感兴趣的信号的细节的上升时刻是多少。以感兴趣的上升时刻除以5得到采样周期，采样周期的倒数便是采样率。或许说是“5除以上升时刻”就得到要求的采样率。