示波器买家终极指南
白皮书
了解购买前应当注意的事项
如果您选择的示波器不具备合适的技术指标，那么在测试设计时会错过某些重要细节，致使您付出高昂的代价，例如重新设计、开发进度延误，甚至是产品出现故障。在选择示波器时了解自己想要什么样的性能，可以确保您进行高精度的测试，并得到值得信赖的测量结果。
阅读这本《买家指南》，您将了解到在选择示波器之前应当核实的一些关键技术指标和细节：
- 通道数
- 带宽
- 采样率
- 波形捕获率
- LAN 连通性
- 易用性
关键技术指标：带宽
在使用示波器时，您希望它能准确捕获信号的真正上升沿。这一功能主要由带宽实现。只有拥有足够的带宽，才能准确捕获信号。如果带宽不足，您会错过关键的信号细节，结果做出错误的设计假设。工程师们通常认为测量 100 MHz 信号只需要 100 MHz 带宽，但事实并非如此。关于带宽，我们的建议是：
- 选择的示波器带宽要比器件中的最快频率或时钟速率高 5 倍
大多数带宽为 1 GHz 及以下的示波器都有高斯频率响应，如图 2 所示。这是一种低通频率响应，在较高频率下会发生衰减。
图 2 中的 fBW 点为仪器带宽，也称为 -3 dB 点。-3 dB 点指的是信号开始衰减 -3 dB 的频率点，换言之，此时您可以在测量结果中看到 -30% 的幅度误差。例如，您将一个 1 Vpp、20 MHz 信号输入到 100 MHz 示波器中。您在示波器屏幕上看到的峰峰值测量结果应当为 1 Vpp。然而，如果您将该信号的频率提高到 100 MHz，并使用同一台 100 MHz 示波器来测量，那么现在看到的 1 Vpp 信号的测量结果为 0.7 Vpp。这是因为您达到了示波器的最大带宽，该带宽将信号衰减了 -30%，并使得所有测量值产生偏斜。知道这一点后，您就很清楚为什么无法在接近示波器带宽的频率下进行精确测量。因此，请确保您有足够的带宽来查看真实信号。
带宽不足不仅会影响您对完美正弦波进行峰峰值测量，在测量更复杂的信号（例如查看方波的真正上升沿）时，测量精度也会受到限制。这与谐波有关。最简单的呈现方法是将信号的谐波分解出来。在图 3 中，黄色迹线显示了原始的真实信号，这个信号用作参考信号。如果仔细查看每一个谐波，您会看到一次谐波（绿色迹线）的周期和占空比跟原始信号相同，但其上升沿较慢，拐角更圆滑。而在捕获一、三和五次谐波（红色迹线）时，您可以看到波形的拐角更锐利，显露出更多的信号细节。
在图 4 的测量示例中，您可以看到，使用足够的带宽进行测量，结果会出现巨大差异。以同一个 100 MHz 时钟信号为例，左边使用 100 MHz 带宽示波器进行测量，右边使用 500 MHz 带宽示波器进行测量。使用 500 MHz 示波器的话，带宽正好是信号频率的 5 倍，因此您可以准确地查看上升沿和下降沿。理想情况下，您希望至少要捕获到五次谐波才能得到所需的全部信号细节。遵循 5 倍带宽的建议通常可以胜任这样的测量。
确保您拥有高采样率
您是否知道信号中出现了一些毛刺而您对此毫无觉察？导致这种情况的罪魁祸首是采样率。采样率太低的话，很可能让您错过重要事件。以将模拟信号转换为数字信号的模数转换器（ADC）为例，它会收集模拟信号的“样本”或数据点。ADC 使用这些样本以数字方式在示波器屏幕上重建信号。收集这些样本的速率就称为采样率，单位为样本数/秒（Sa/s）。在精心设计的示波器（如 InfiniiVision 系列）中，会按照均匀的时间间隔（图 5 中的“t”）收集这些样本。
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