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怎么挑选适宜自己示波器

示波器自从问世以来,它一直是最重要、最常用的电子测试仪器之一。由于电子技术的发展,示波器的能力在不断提升,其性能与价格也五花八门,市场参差不

示波器自从面世以来,它一直是最重要、最常用的电子测验仪器之一。因为电子技能的开展,示波器的才能在不断进步,其功用与价格也形形色色,商场良莠不齐。示波器看似简略,但怎么挑选,也存在许多问题。本文依据多年的经历,从几个方面奉告您在挑选示波器时应留意的问题:

一、了解您需求测验的信号

您要知道用示波器调查什么?您要捕捉并调查的信号其典型功用是什么?您的信号是否有杂乱的特性?您的信号是重复信号仍是单次信号?您要丈量的信号过渡进程的带宽,或许上升时刻是多大?您计划用何种信号特性来触发短脉冲、脉冲宽度、窄脉冲等?您计划一起显现多少信号?您对测验信号作何种处理?

二、挑选示波器的核心技能差异:模仿(DRT)、数字(DSO)、仍是数模兼合(DPO)

传统的观念以为模仿示波器具有了解的操控面板,价格低廉,因而总觉得模仿示波器 “ 运用方便 ” 。可是跟着 A/D 转换器速度逐年进步和价格不断下降,以及数字示波器不断添加的丈量才能和实际上不受约束的丈量功用,数字示波器已独领风骚。可是数字示波器显现具有三维的缺陷、处理接连性数据慢等缺陷,需求具有数模兼合技能的示波器,例 DPO 数字荧光示波器。

三、确认测验信号带宽

带宽一般界说为正弦波输入信号起伏衰减到 -3dB 时的频率,即起伏的70.7% 。带宽决议示波器对信号的根本丈量才能。假如没有满意的带宽,示波器将无法丈量高频信号,起伏将呈现失真,边际将会消失,细节数据将被丢掉;假如没有满意的带宽,得到的信号一切特性,包含响铃和振鸣等都毫无意义。

一个决议您所需求的示波器带宽有用经历—— “5倍经历原则”:将您要丈量的信号最高频率重量乘以5,使丈量成果取得高于2%的精度。

在某些运用场合,您不知道你的感兴趣的信号带宽,可是您知道它的最快上升时刻,这时频率响运用下面的公式来核算相关带宽和仪器的上升时刻: Bw=0.35/信号的最快上升时刻。

数字示波器带宽有两种类型:重复(或等效时刻)带宽和实时(或单次)带宽。重复带宽只适用于重复的信号,显现来自于屡次信号收集期间的采样。实时带宽是示波器的单次采样中所能捕捉的最高频率,且当捕捉的事情不是经常呈现或瞬变信号时就更为重要,实时带宽与采样速率紧密联系。

带宽越高越好,可是更高的带宽往往意味着更高的价格,因而应按照预算来挑选您要调查的信号频率成分。

四、A/D转换器的采样速率(或采样速度)

单位为每秒采样次数( S/s ),指数字示波器对信号采样的频率。示波器的采样速率越快,所显现的波形的分辨率和明晰度就高,重要信息和事情丢掉的概率就越小。

假如需求观测较长时刻规模内的慢变信号或低频信号,最小采样速率就发挥了效果,为了在显现的波形记载中坚持固定的波形数,需求调整水平操控旋钮,而所显现的采样速率也将跟着水平调理旋钮的改动而改动。

怎么核算采样速率?核算方法取决于所丈量的波形类型,以及示波器所选用的信号重建方法,例正弦插入法,矢量插入法等。为了准确地再现信号并防止混杂,奈奎斯定理规则:信号的采样速率有必要不小于其最高频率成分的两倍。但是,这个定理的条件是依据无限长时刻和周期接连的信号。因为示波器不可能供给无限时刻的记载长度,而且从界说上看,低频搅扰是不接连的,也不是周期的,所以选用两倍于最高频率成分的采样速率一般是不行的。

实际上,信号的准确再现取决于其采样速率和信号采样点空隙所选用的插值法,即波形重建。一些示波器会为操作者供给以下挑选:丈量正弦信号的正弦插值法,以及丈量矩形波、脉冲和其他信号类型的线性插值法。

有一个比较采样速率和信号带宽时很有用的经历规律:假如您正在调查的示波器有内插(经过挑选以便在取样点间从头生成),则(采样速率 / 信号带宽)的比值至少应为 4∶1 ;无正弦内插时,则应采纳 10∶1 的比值。

五、屏幕改写率也称为波形更新速度

一切的示波器都会闪耀,示波器每秒钟以特定的次数捕获信号,在这些丈量点之间将不再进行丈量,这便是波形捕获速率,也称屏幕改写率,表明为波形数每秒( wfms/s )。一定要差异波形捕获速率与A/D采样速率的差异。采样速率表明示波器在一个波形或周期内A/D采样输入信号的频率 ; 波形捕获速率则是指示波器收集波形的速度。波形捕获速率取决于示波器的类型和功用等级,且有着很大的改动规模。高波形捕获速率的示波器将会供给更多的重要信号特性,并能极大地添加示波器快速捕获瞬时的异常情况,如颤动、矮脉冲、低频搅扰和瞬时差错的概率。

一般来讲,模仿示波器因为电路简略,其屏幕改写率较高,而数字存储示波器( DSO )运用串行处理结构每秒钟能够捕获 10 到 5000 个波形。为了改动数字示波器屏幕改写率低的问题,数字荧光示波器选用并行处理结构,能够供给更高的波形捕获速率,有的高达每秒数百万个波形,大大进步了捕获间歇和难以捕捉事情的可能性,并能让您更快地发现信号存在的问题。

六、选用恰当的存储深度,也称记载长度

存储深度是示波器所能存储的采样点多少的丈量。假如您需求不间断的捕捉一个脉冲串,则要求示波器有满意的存储器以便捕捉整个事情。将所要捕捉的时刻长度除以准确重现信号所须的采样速率,能够核算出所要求的存储深度。

存储深度与采样速率密切相关。您所需求的存储深度取决于要丈量的总时刻跨度和所要求的时刻分辨率。

现代的示波器答运用户挑选记载长度,以便对一些操作中的细节进行优化。剖析一个非常安稳的正弦信号,只需求 500 点的记载长度;但假如要解析一个杂乱的数字数据流,则需求有一百万个点或更多点的记载长度。

在正确方位上捕捉信号的有用触发,一般能够减小示波器实际需求的存储量。

七、依据需求挑选不同的触发功用

示波器的触发能使信号在正确的方位点同步水平扫描,使信号特性明晰。触发操控按钮能够安稳重复的波形并捕获单次波形。

大多数用示波器的用户只选用边缘触发方法,假如具有其它触发才能在某些运用上对错常有用的,特别是对新规划产品的毛病查寻,先进的触发方法可将所关怀的事情分离出来,找出您关怀的非正常问题,然后最有用地运用采样速率和存储深度。

如今有许多示波器,具有先进的触发才能。触发才能首要环绕三个方面:①有关笔直方向的起伏,例瞬态尖峰触发、过脉冲或短脉冲触发等;②有关水平方向的与时刻有关的触发,例脉冲宽度、窄脉冲、树立/坚持时刻等设定时刻宽度的触发方法;③扩展和惯例触发功用的组合才能,例对视频信号或其它难以捕捉的信号,经过时刻和起伏组合设置触发条件进行触发。触发才能的进步,能够大进步测验进程的灵活性,并简化作业,特别如今的示波器对数据总线的触发才能大大进步,例CAN,I2C等。

八、通道才能,包含通道数量和通道对地的悬浮才能和通道之间的阻隔才能

您需求的通道数取决于您的运用,关于一般的经济型毛病查寻运用,需求的是双通道示波器,但是要求调查若干个模仿信号的相互关系,将需求一台 4 通道示波器,许多作业于模仿与数字两种信号的体系工程师能够挑选混合信号示波器(MSO),它将逻辑剖析仪的通道计数及触发才能与示波器的较高分辨率综合到具有时刻相关显现的单一仪器中。假如您丈量三相电,可控硅等有源器材或线路,两头之间没有肯定的零点,即所谓的浮地信号,这时候从操作安全和精度动身,应选用阻隔通道示波器;假如比较多通道的时序和相移,应选用两通道以上示波器,这时通道之间的阻隔更显重要。

九、对异常现象的捕获

三个首要因素影响着示波器显现日常测验与调试中所遇到的不知道和杂乱信号的才能:屏幕改写速率、波形捕获方法和触发才能。波形捕获形式有:采样形式、峰值检测形式、高分辨率形式、包络形式、平均值形式等。屏幕改写速率指给您关于示波器对信号和操控的改动反响快慢,运用峰值检测有助于在较慢的信号中捕捉快速信号的峰值。

十、示波器的功用和目标

示波器的目标有许多:如笔直灵敏度、扫描速度、笔直精度、时刻基准、笔直分辨率等等。示波器的功用取决品牌的质量,关键在于质量、安稳性和校准服务等。

十一、剖析功用有助于您事半功倍

数字示波器的最大长处是它们能得到的数据进行丈量,且按一下按钮即可完成各种剖析功用。尽管可运用的功用因厂家和类型而异,但它们一般包含频率、上升时刻、脉冲宽度等丈量,有些示波器还供给许多剖析模块,例FFT、功率剖析、高档数学运算等超凡功用。

十二、相应配套的附件和探头

简略忘掉的一点是,当装上探头时,它就成为整个测验电路的一部分了,成果探头将形成电阻性、电容性和电理性负载,使示波器呈现出与被测目标不同的丈量成果。因而,针对不同运用配有相应的探头,然后挑选其间一种,使负载效应最小,使信号得到最准确的复现。因为 SMT 元件的开展,衔接更困难,运用不同的附件满意特别需求。详细见北京海洋兴业科技有限公司专业文章“走向更好的丈量,合理地挑选探头和附件”。

十三、示波器的操作功用

很显然,假如您不能拜访各种功用,或许要花许多时刻去学习它们,那么您的示波器将价值不大,恰当的培训和中文操作界面会使您打破运用上的妨碍。

十四、示波器的数据管理和通讯才能

对丈量成果的剖析非常重要。将信息和丈量成果在高速通讯网络中快捷地保存和同享变得日益重要。

示波器的互联性供给对成果的高档剖析才能并简化成果的存档和同享。示波器经过各种接口( GPIB 、 RS-232 、 USB 或以太网)和网络通讯形式供给一系列的功用和操控方法。

十五、示波器功用的扩展性

为了不断习惯需求改动。示波器功用最好能够随机扩展:

○ 添加通道的内存以剖析更长的记载长度

○ 添加面临详细运用的丈量功用

○ 有一整套兼容的探头和模块,加强示波器的才能

○ 同通用第三方的 Windows 兼容的剖析软件协同作业,例如 OIscope 示波器软件。

○ 添加附件,如电池组和机架固定件等。

总归,示波器的挑选是一个看似简略而又是您很难处理的问题,商场上产品许多,而且技能各有差异,有时很难让您下决议。以上阐明可能给您一些主张,选用上图的挑选进程会对您更有利。依据多年经历,挑选示波器有以下“经历规律”:

ART模仿示波器,挑选四要素:性价比(价格与产品质量品牌的比较优势)、测验带宽(5倍经历规律)、通道数量(2或4)、供货商才能(售后是否得到确保)。

DSO数字存储示波器,在测验信号带宽、示波器带宽、示波器实时采样率、示波器存储深度之间找到平衡,有以下经历可循:示波器带宽最好是信号带宽的5倍;示波器实时采样速率≥4倍示波器带宽;存储深度≥采样速率×要求最长保存时刻。

DPO数模兼合示波器,在根本目标要求上与DSO共同,但需求引进二个才能:屏幕改写率、波形触发与剖析才能。

特别功用需求:

①你假如需求到现场作业,而且需求电池供电,对仪器的体积要求很严,对仪器的功用除示波器丈量外还需求其它测验(例万用表功用),您这时最好选用手持示波表(HSO)。

②假如您在阻隔或悬浮时,安全不能得到保证,而且需求剖析功率、相移时,请选用阻隔示波器(DIO),特别是多通道的DIO。

③假如您需求多通道的模仿与数字信号混合测验,您除了选用具有串行总线触发功用的示波器外,您最好选用MSO混合示波器。

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