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關(guān)于示波器使用的100個知識點


  來源: 電磁兼容之家 時間:2025-05-06 編輯:清風(fēng)
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答:首先要分析抖動產(chǎn)生的來源,示波器來分析抖動是一個很好的工具,目前可以使用TDS5000B/6000B/7000B系列示波器配合抖動分析軟件進(jìn)行徹底抖動分析,象確定抖動(Dj),隨機(jī)抖動(Rj),Rj 和 Dj 的分離,最后通過分析造成抖動的原因來消除抖動。


29. 在示波器上看波形時,用外觸發(fā)和自觸發(fā)來看有何區(qū)別?


答:示波器的通常觸發(fā)是邊沿觸發(fā),其觸發(fā)條件有 2 個,觸發(fā)電平和觸發(fā)邊沿;即:信號的上升沿(或者下降沿)達(dá)到某一特定電平(觸發(fā)電平)時,示波器觸發(fā)。示波器只有在信號自觸發(fā)有問題的時候才會使用外觸發(fā),沒有哪一個更好的問題。而這種問題通??赡苁?,信號比較復(fù)雜, 有很多滿足觸發(fā)條件的點,無法每次在同一位置觸發(fā),從而得到穩(wěn)定的顯示。這時需要使用外觸發(fā)。舉例如下:觀測上面的信號,由于 ABCD 各點都會觸發(fā),示波器顯示波形將不能穩(wěn)定。這時可以使用下面的信號作為觸發(fā)信號,示波器將得到能夠全部周期的顯示。


30. TDS3032B 的帶寬是 300MHz,采樣頻率為 2.5G/s,采樣頻率為帶寬的 8 倍。請問帶寬和采樣頻率之間有什么固定關(guān)系?我們也有一款其它廠家的示波器,如泰克示波器。帶寬 100MHz、采樣頻率只有 200MHz。為什么兩個示波器的帶寬采樣頻率比相差這么大?


答:帶寬是示波器最重要的指標(biāo),因為在數(shù)字示波器中有 ADC,它的采樣率理論上需要滿足 Nyquist采樣定律,即被測信號的最高頻率信號的每個周期理論上至少需要采 2 個點,否則會造成混疊。但是在實際上還取決于很多其它的因素,比如波形的重構(gòu)算法等。泰克示波器采用先進(jìn)的波形重構(gòu)算法,被測信號的每個周期只需要 2.5 個點就能夠重構(gòu)波形。也有的示波器采用線性插值算法,可能就需要 10 個點。一般采樣率是帶寬的 4-5 倍就可以比較準(zhǔn)確地再現(xiàn)波形。


泰克的 TDS3000B 系列是“實時采樣”示波器,即,它的單次帶寬(捕獲單次信號的能力)=重復(fù)帶寬,您所說的另一種示波器的單次帶寬顯然不到 100MHz,您可以看一下它的指標(biāo)。


31. 示波器指標(biāo)中的帶寬如何理解?


答: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,即,在示波器的輸入加正弦波,幅度衰減為實際幅度的 70.7%時的頻率點稱為帶寬。也就是說,使用 100MHz 帶寬的示波器測量 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,我們在選擇示波器的時候,為達(dá)到一定的測量精度,應(yīng)該選擇信號最高頻率 5 倍的帶寬。


32. 測量系統(tǒng)的總帶寬如何獲得?


答:測量系統(tǒng)的總帶寬=0.35/上升時間(1GHz 以下示波器)。


33. 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?


答:帶寬是限制被測信號高頻分量被捕獲的基本條件。使用泰克的示波器每個被測信號周期只需 2.5個點就能夠最大限度的重構(gòu)波形。其它一些示波器需要大于 4 個樣點/周期,即 100MHZ 帶寬示波器單次采集至少需要 400MS/s 的采樣率,有些示波器甚至需要 10 個點(線性內(nèi)插技術(shù))才能保證采集信號有意義。


34. 所謂高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器各有何優(yōu)缺點和適合的領(lǐng)域?


答:在示波器的規(guī)范中并沒有平坦相應(yīng)和高斯相應(yīng)的指標(biāo)。在示波器中會出現(xiàn)類似的比較或探討,可能有如下原因:


眾所周知,示波器是時域的儀器,從泰克發(fā)明第一臺可觸發(fā)的模擬示波器以來,示波器的帶寬一直是最重要的指標(biāo),它是指示波器內(nèi)部的前置放大器的模擬帶寬。但是,示波器帶寬的定義卻是頻域的定義,即正弦波幅度衰減到-3dB 點時的頻率點。一個復(fù)雜高速信號含有豐富的頻譜分量,如果需要精確測量信號,必須知道它們的每一個頻譜分量的幅度和相位,所以示波器的幅頻特性和相頻特性非常重要。


從最近幾年的發(fā)展來看,目前數(shù)字示波器的帶寬越做越高,從泰克 2000 年推出 TDS7000 4GHZ 帶寬示波器,2001 年推出 TDS6000 6GHZ 帶寬示波器, 2003 年推出 TDS7704B 7GHZ 帶寬示波器,到最近 TDS6804B 8GHZ 帶寬示波器,帶寬幾乎每年都在提升。當(dāng)示波器帶寬到達(dá)幾個 GHZ 時,前置放大器作為模擬器件,保證良好的幅頻和相頻特性越來越難,泰克是掌握這一最關(guān)鍵技術(shù)的唯一公司。有些廠商無法做到,就不得不采用其它的一些方法來修補(bǔ)模擬器件帶寬的不足,獲得更高的帶寬,頻響曲線自然發(fā)生變化。


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