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EDA365大咖直播--《用數據說話--HFSS仿真實操案例講解》
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買示波器前先學習下這些參數​

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發表于 2020-1-30 22:24 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

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示波器是最重要、最常用的電子測試工具之一。由于電子技術的發展,示波器的能力也在不斷提升,其性能與價格各具特色,市場上的品種也多種多樣,在購買示波器時應充分考慮這些方面因素:要捕捉并觀察信號的類型, 信號本身有無復雜特性,需要檢測的信號是重復信號還是單次信號,以及要測量的信號過渡過程、 帶寬或者上升時間是多大等等。
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模擬示波器也許具有你熟悉的面板控制鍵鈕,價格低廉。 但是隨著A/D轉換器速度逐年提高和價格不斷降低,以及數字示波器不斷增加的測量能力與各種實用功能的開發,尤其是捕捉瞬時信號和記憶信號的功能的完善,使數字示波器越來越受歡迎。因此在選購時應因地制宜,合理地選擇。
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下面我們來看看選擇示波器應考慮哪些參數:
帶寬
帶寬一般定義為正弦輸入信號幅度衰減到-3dB時的頻率寬度, 即平均幅度的70.7%, 帶寬決定示波器對信號的基本測量能力。 隨著被測信號頻率的增加,示波器對信號的準確顯示能力將下降, 如果沒有足夠的帶寬, 示波器將無法分辨高頻分量的變化。 幅度將出現失真,邊緣會變得圓滑,細節參數將丟失。 如果沒有足夠的帶寬,就不能得到關于信號的所有特性及參數。
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選擇示波器時將要測量的信號最高頻率分量乘以5作為示波器的帶寬。這將會在測量中獲得高于2%的精度。例如要測量電視機的色副載波,其頻率為4.43MHz,取4.43MHz的5倍約為22MHz的示波器能滿足精確的測量要求。

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在某些應用場合,不知道信號帶寬,但要了解它的最快上升時間,大多數字示波器的頻率響應,可用下面的公式來計算等效帶寬和儀器的上升時間: Bw=0.35/信號的最快上升時間。
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帶寬有兩種類型:重復(或等效時間)帶寬和實時(或單次)帶寬。重復帶寬只適用于重復的信號,顯示來自于多次信號采集期間的采樣。 實時帶寬是示波器的單次采樣中所能捕捉的最高頻率,且當捕捉的信號不是經常出現時要求相當苛刻。 實時帶寬與采樣速率是密切相關的。

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由于更寬的帶寬往往意味著更高的價格,因此,應根據成本,投資和性能進行綜合考慮.

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采樣率
采樣率即為每秒采樣次數,指數字示波器對信號采樣的頻率。示波器的采樣率越快,所顯示的波形的分辨率和清晰度就越高,重要信息和隨機信號丟失的概率就越小。
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如果需要觀測較長時間范圍內的慢變信號,則最小采樣速率就變得較為重要。為了在顯示的波形記錄中保持固定的波形數,需要調整水平控制旋鈕,而所顯示的采樣速率也將隨著水平調節旋鈕的調節而變化。
采樣速率計算方法取決于所測量的波形的類型,以及示波器所采用的信號重現方式.
為了準確再現信號并避免混淆,奈奎斯特定理規定:信號的采樣速率必須大于被測信號最高頻率成分的兩倍。然而,這個定理的前提是基于無限長時間和連續的信號。
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由于沒有示波器可以提供無限時間的記錄長度,而且,從定義上看,低頻干擾是不連續的,所以采用兩倍于最高頻率成分的采樣速率,對數字示波器來說通常是不夠的。
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實際上,信號的準確再現取決于其采樣速率和信號采樣點間隙所采用的插值法。有一個在比較取樣速率和信號帶寬時很有用的經驗法則: 如果示波器有內插(通過篩選以便在取樣點間重新生成),則(取樣速率/信號帶寬)的比值至少應為4:1。無正弦內插時,則應采取10:1的比值。
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波形捕獲率
所有的示波器都會閃爍。 也就是說,示波器每秒鐘以特定的次數捕獲信號,在這些測量點之間將不再進行測量。 這就是波形捕獲率, 也稱屏幕刷新率,表示為波形數每秒(wfms/s)。采樣速率表示的是示波器在一個波形或周期內,采樣輸入信號的頻率;波形捕獲速率則是指示波器采集波形的速度。 波形捕獲速率取決于示波器的類型和性能級別,且有著很大的變化范圍。 高頻波形捕獲速率的示波器將會提供更多的重要信號特性,并能極大地增加示波器快速捕獲瞬時的異常信息,如抖動,矮脈沖、低頻干擾和瞬時誤差的概率等。
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數字存儲示波器(DSO)使用串行處理結構每秒鐘可以捕獲10到5000個波形。DPO數字熒光示波器采用并行處理結構,可以提供更高的波形捕獲速率,有的高達每秒數百萬個波形,大大提高了捕獲間歇和難以捕捉信號的可能性,并能更快地發現瞬間出現的信號。

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存儲深度
存儲深度也叫記錄長度,是示波器所能存儲的采樣點多少的量度。 如果需要不間斷地捕捉一個脈沖串,則要求示波器有足夠的存儲空間以便捕捉整個過程中偶然出現的信號。 將所要捕捉的時間長度除以精確重現信號所須的取樣速度,可以計算出所要求的存儲深度。
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在正確位置上捕捉信號的有效觸發,通常可以減小示波器實際需要的存儲量。
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存儲深度與取樣速度密切相關。 存儲深度取決于要測量的總時間跨度和所要求的時間分辨率。

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許多示波器允許用戶選擇記錄長度,以便對一些操作中的細節進行優化。分析一個十分穩定的正弦信號,只需要500點的記錄長度;但如果要解析一個復雜的數字數據流,則需要有一百萬個點或更多點的記錄長度。

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觸發功能
示波器的觸發能使信號在正確的位置開始水平同步掃描,決定著信號波形的顯示是否清晰。觸發控制按鈕可以穩定重復地顯示波形并捕獲單次波形。
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大多數通用示波器的用戶只采用邊沿觸發方式,特別是對新設計產品的故障查詢。先進的觸發方式可將所需要的信號分離出來,從而最有效地利用采樣速度和存儲深度。

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現今有很多示波器,具有先進的觸發能力:能根據由幅度定義的脈沖,由時間限定的脈沖(脈寬觸發)和由邏輯狀態或圖形描述的脈沖(邏輯觸發)進行觸發。擴展和常規的觸發功能組合也幫助顯示視潁和其他難以捕捉的信號,如此先進的觸發能力,在設置測試過程時提供了很大程度的靈活性,而且能大大地簡化測量工作,給使用帶來了很大的方便。
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示波器的通道數
示波器的通道數取決于同時觀測的信號數。在電子產品的開發和維修行業需要的是雙通道示波器或稱雙蹤示波器。如果要求觀察多個模擬信號的相互關系,將需要一臺4通道示波器。許多工作于模擬與數字兩種信號系統的科研環境也考慮采用4通道示波器。
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示波器選購其它注意事項
選購示波器時,要根據檢測需要選購。 一般的檢測,單通道示波器即可,對于檢測兩個相關的信號時,需要使用雙通道示波器。雙通道示波器具有兩個獨立的信號處理通道,可同時輸入兩個信號,因而可以將兩個信號的相位、幅度、波形等參數進行比較和計量。此外,在檢測同一信號的直流分量和交流分量時,借助于雙通道示波器的兩個通道,一個通道測直流分量,一個通道測交流分量,會十分方便。

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在進行家用電器設備的電視機、影碟機、電磁爐等維修時,通常選40MHz 雙通道示波器可以滿足維修要求,因為在維修工作中往往不需要精確的測量信號的各種參數, 只需粗略的觀測信號波形,估算頻率和周期。此外,家電產品中很多的信號的頻率特性都在示波器的測量范圍之內,例如音頻信號、視頻信號、行同步、場同步、控制信號等都在示波器的測量范圍之內,某些大于40MHz時鐘信號也能測量。

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經濟條件好應選購100MHz的示波器,這樣測量高頻信號的精度更高。
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家電維修工作中的示波器最好要有選行(電視信號的行信號)和選場(場同步)功能,觀測視頻信號時易于同步,使觀測的波形穩定。

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