中心議題：
- 示波器在使用中需要注意的問題
本文介紹示波器在使用過程中需要注意的十九個(gè)問題，包括示波器指標(biāo)中的帶寬、采樣速率、等效時(shí)間采樣的理解，及示波器波形的分析等問題，對(duì)工程師正確使用示波器非常有幫助。
一、 請(qǐng)問帶寬和采樣頻率之間有什么固定關(guān)系？
采樣率理論上需要滿足農(nóng)效香采樣定律，即被測(cè)信號(hào)的最高頻率信號(hào)的每個(gè)周期理論上至少需要采2個(gè)點(diǎn)，否則會(huì)造成混疊。但是在實(shí)際上還取決于很多其它的因素，比如波形的重構(gòu)算法等，Siglent系列示波器采用先進(jìn)的波形重構(gòu)算法,同時(shí)配備有插值算法，精確重構(gòu)波形。一般來(lái)說(shuō)采樣率是帶寬的4－5倍就可以比較準(zhǔn)確地再現(xiàn)波形。
二、 示波器指標(biāo)中的帶寬如何理解？
帶寬是示波器的基本指標(biāo)，和放大器帶寬的定義一樣，是所謂的－3dB點(diǎn)，即，在示波器的輸入加正弦波，幅度衰減為實(shí)際幅度的70.7%時(shí)的頻率點(diǎn)稱為帶寬。也就是說(shuō)，使用100MHz帶寬的示波器測(cè)量1V，100MHz的正弦波，得到的幅度只有0.707V。這還只是正弦波的情形。因此，我們?cè)谶x擇示波器的時(shí)候，為達(dá)到一定的測(cè)量精度，應(yīng)該選擇信號(hào)最高頻率5倍的帶寬。Siglent的ADS1000CE示波器提供300MHz帶寬、2GSa/a的實(shí)時(shí)采樣率，領(lǐng)先國(guó)內(nèi)同行水平。
三、 在帶寬一定的條件下，采樣頻率太大是否也沒有太大的意義？
帶寬是限制被測(cè)信號(hào)高頻分量被捕獲的基本條件。由于Siglent示波器采用先進(jìn)的波形重構(gòu)算法,并配備有插值算法顯示，同時(shí)提供最低500MS/s的實(shí)時(shí)采樣率，保證對(duì)觸發(fā)信號(hào)的完美捕獲并真實(shí)量化，最終能對(duì)采集信號(hào)的精確重現(xiàn)。
四、 影響示波器工作速度的因素有哪些？
簡(jiǎn)單地來(lái)說(shuō)示波器的原理都差不多，前端是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，后端是計(jì)算機(jī)處理。影響示波器速度主要有兩方面，一是從前端數(shù)采到后端處理的數(shù)據(jù)傳輸，一般都是用總線傳輸，另一個(gè)是后端的處理方式。Siglent示波器采用成熟的高速硬件架構(gòu)，配合DSP數(shù)字處理能有效解決這些瓶頸，大大提升示波器的性能。
五、 在使用示波器時(shí)如何消除毛刺？
如果毛刺是信號(hào)本身固有的，而且想用邊沿觸發(fā)同步該信號(hào)（如正弦信號(hào)），可以用高頻抑制觸發(fā)方式，通常可同步該信號(hào)。如果信號(hào)本身有毛刺，但想讓示波器慮除該毛刺，不顯示毛刺，通常很難做到。可以試著使用限制帶寬的方法，但不小心可能也會(huì)把信號(hào)本身慮掉一部分信息。
六、 在選擇示波器時(shí)，一般考慮的多的是帶寬。那么，在什么情況下要考慮采樣速率？
取決于被測(cè)對(duì)象，在帶寬滿足的前提下，希望最小采樣間隔(采樣率的倒數(shù))能夠捕捉到您需要的信號(hào)細(xì)節(jié)。業(yè)界也有些關(guān)于采樣速率經(jīng)驗(yàn)公式，但基本上都是針對(duì)示波器帶寬得出的，實(shí)際應(yīng)用中，最好不用示波器測(cè)帶寬頻率的信號(hào)。若你在選型，對(duì)正弦波，選擇示波器帶寬是被測(cè)正弦信號(hào)頻率的3倍以上，采樣率是帶寬的4到5倍，實(shí)際上是信號(hào)的12到15倍，若是其它波形，要保證采樣率足以捕獲信號(hào)細(xì)節(jié)。若你正在使用示波器，可透過以下方法驗(yàn)證采樣率是否夠用：將波形停下來(lái)，放大波形，若發(fā)現(xiàn)波形有變化（如某些幅值），采樣率就不夠，否則無(wú)是滿足測(cè)量精度的。也可用點(diǎn)顯示來(lái)分析，采樣率是否夠用。專業(yè)的Siglent系列示波器很好地解決了帶寬與采樣率的問題。
七、 模擬跟數(shù)字示波器在觀察波形的細(xì)部時(shí)，那個(gè)更有優(yōu)勢(shì)？
早期我們使用的模擬示波器垂直精度一般都是+/-3%，而數(shù)字示波器的垂直精度高達(dá)+/-1%，這點(diǎn)來(lái)說(shuō)數(shù)字示波器要具有極大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)Siglent數(shù)字示波器具有不同等級(jí)的輝度選擇，對(duì)于顯示信號(hào)細(xì)節(jié)更加方便直觀。
八、 如何捕捉并重現(xiàn)稍縱即失的瞬時(shí)信號(hào)？
要捕獲瞬時(shí)信號(hào)可參照如下設(shè)置：觸發(fā)類型選擇邊沿，觸發(fā)方式設(shè)置成單次方式，信號(hào)置為上升觸發(fā)，并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值。另外Siglent示波器配備了EasyZoom窗口擴(kuò)展技術(shù)，就是說(shuō)，可在觀察信號(hào)全局的同時(shí)，對(duì)局部細(xì)節(jié)進(jìn)行放大觀察。
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九、 選擇什么型號(hào)的示波器可有效提高設(shè)計(jì)效率？
示波器發(fā)展到現(xiàn)今，數(shù)據(jù)分析、處理得到了很大的提高。使用示波已不僅僅是在調(diào)試中觀察波形，更重要的是能很好的在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問題所在、分析計(jì)算器件參數(shù)，幫助大家優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。選擇什么樣的示波器最適合要結(jié)合你所要觀察分析的信號(hào)決定。Siglent高性能示波器提供25M----300M帶寬，以及500MSa/s---2GSa/s的采樣率，滿足你不同的需求。
十、 示波器使用中探頭應(yīng)該注意些什么？
示波器的使用中探頭一般往往被大家忽略，無(wú)源探頭由于測(cè)量范圍寬，價(jià)格便宜，同時(shí)可以滿足大多的測(cè)量要求，因而得到廣泛的使用，無(wú)源探頭探頭的選擇應(yīng)該與所用示波器的帶寬一致。更換探頭，探頭交換通道的時(shí)候，必須進(jìn)行探頭補(bǔ)償調(diào)整，達(dá)到與輸入通道的匹配。調(diào)校探頭補(bǔ)償最簡(jiǎn)單直觀的是使用探頭波形來(lái)進(jìn)行。
十一、什么是示波器的實(shí)時(shí)采樣率？
實(shí)時(shí)采樣是指對(duì)波形進(jìn)行等時(shí)間間隔取樣，按照取樣先后的次序進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并存入存儲(chǔ)器中，實(shí)時(shí)取樣是最明顯和最直觀的取樣方式，這類取樣只需要簡(jiǎn)單地在時(shí)間上分布取樣點(diǎn)，所有的取樣點(diǎn)是響應(yīng)示波器的一次觸發(fā)而獲得的。Siglent高性能示波器提供500MSa/s---2GSa/s的實(shí)時(shí)采樣率。
十二、什么是示波器的等效時(shí)間采樣？
等效時(shí)間采樣指的是示波器把多次采集(多次觸發(fā))采集到的波形拼湊成一個(gè)波形，每次采樣速率可能很慢，兩次采集觸發(fā)點(diǎn)有一定的偏移，最后形成的兩個(gè)點(diǎn)間的最小采樣間隔的倒數(shù)稱為等效采樣速率。其指標(biāo)可以達(dá)到很高，如1ps。Siglent高性能示波器等效采樣都高達(dá)50Sa/s
十三、在示波器上看波形時(shí)，用外觸發(fā)和自觸發(fā)來(lái)看有何區(qū)別？
示波器的通常觸發(fā)是邊沿觸發(fā)，其觸發(fā)條件有2個(gè)，觸發(fā)電平和觸發(fā)邊沿；即：信號(hào)的上升沿（或者下降沿）達(dá)到某一特定電平（觸發(fā)電平）時(shí)，示波器觸發(fā)。示波器只有在信號(hào)自觸發(fā)有問題的時(shí)候才會(huì)使用外觸發(fā)，沒有哪一個(gè)更好的問題。另外，信號(hào)比較復(fù)雜，有很多滿足觸發(fā)條件的點(diǎn)，無(wú)法每次在同一位置觸發(fā)，從而得到穩(wěn)定的顯示。這時(shí)就需要使用外觸發(fā)。Siglent ADS1000示波器提供提供標(biāo)準(zhǔn)的雙通道+一個(gè)外觸發(fā)通道
十四、測(cè)量系統(tǒng)的總帶寬如何獲得？
數(shù)字信號(hào)的測(cè)量時(shí)，信號(hào)的上升時(shí)間決定系統(tǒng)的總帶寬，測(cè)量系統(tǒng)的總帶寬＝0.35/上升時(shí)間
十五、測(cè)量中如何應(yīng)用觸發(fā)釋抑？有何作用？
觸發(fā)釋抑的含義是暫時(shí)將示波器的觸發(fā)電路封閉一段時(shí)間（即釋抑時(shí)間），在這段時(shí)間內(nèi)，即使有滿足觸發(fā)條件的信號(hào)波形點(diǎn)示波器也不會(huì)觸發(fā)，示波器的觸發(fā)部分的作用就是穩(wěn)定的顯示波形，觸發(fā)釋抑也是為了穩(wěn)定顯示波形而設(shè)置的功能。主要針對(duì)大周期重復(fù)而在大周期內(nèi)有很多滿足觸發(fā)條件的不重復(fù)的波形點(diǎn)而專門設(shè)置的。Siglent示波器提供100ns---1.5s的超長(zhǎng)觸發(fā)釋抑時(shí)間。
十六、示波器正常，但是用示波器觀察被測(cè)信號(hào)時(shí)，波形雜亂無(wú)章，該如果解決？
導(dǎo)致這樣的原因是：被測(cè)信號(hào)的接地端與示波器地線沒有共地。通常是利用示波器的自檢信號(hào)來(lái)檢查探頭和示波器是否正常，若示波器和探頭均正常，則是被測(cè)波形不正常。在測(cè)量幅度很小信號(hào)的時(shí)候，可把探頭的接地線拔掉（此時(shí)接地線相當(dāng)于天線，對(duì)小信號(hào)產(chǎn)生干擾），采用Siglent示波器配備的近地線連接地進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)為了很好消除噪聲引起的誤觸發(fā)，“獲取方式”可選擇“平均”。
十七、示波器正常，能看到到掃描線，但是觀察被測(cè)信號(hào)卻沒有信號(hào)波形產(chǎn)生?
三個(gè)原因?qū)е拢?、從通道1輸入信號(hào)，但是不小心打開的卻是通道2；
2、信號(hào)耦合方式（AC-GND-DC）選擇接地位置上。
3、確認(rèn)信號(hào)已經(jīng)產(chǎn)生且正常輸入示波器BNC接口
十八、如何測(cè)量直流電壓？
首先需要設(shè)置耦合方式為直流，根據(jù)大概的范圍調(diào)節(jié)垂直檔位到一個(gè)合適的值，然后比較偏移線跟通道標(biāo)志的位移。Siglent系列示波器采用國(guó)內(nèi)唯一能識(shí)別直流的算法，自動(dòng)識(shí)別并測(cè)試直流電壓信號(hào)。使用中按”AUTO”自動(dòng)測(cè)量即可完成測(cè)試結(jié)果。
十九、為什么波形存儲(chǔ)已經(jīng)存儲(chǔ)了設(shè)置，還要存儲(chǔ)設(shè)置有什么用？
首先，兩者最主要的區(qū)別是波形存儲(chǔ)占據(jù)的存儲(chǔ)空間要比設(shè)置存儲(chǔ)空間要大的多，因此以存儲(chǔ)器的空間和成本考慮，就需將兩者分別保存。其次，兩者的調(diào)出上也存在差別。波形調(diào)出示波器處于STOP狀態(tài)，設(shè)置調(diào)出時(shí)不改變保存的運(yùn)行狀態(tài)，可方便直接觀測(cè)波形。
