示波器的主要参数

示波器是电子测量中用于观察和分析信号波形的关键工具，其核心参数决定了测量能力和适用范围。以下是示波器的主要参数及其详细说明：

1. 带宽（Bandwidth）

• 定义：示波器能准确测量的正弦波信号最高频率（-3dB衰减点，即信号幅度衰减至70.7%时的频率）。

• 重要性：带宽不足会导致高频信号失真。一般选择带宽为被测信号最高频率的3~5倍（例如，测量100MHz信号需300MHz以上带宽）。

• 实例：100MHz带宽的示波器可测量20MHz以内的方波（需考虑谐波）。

2. 采样率（Sample Rate）

• 定义：每秒采集信号的次数，单位为MS/s（兆采样/秒）或GS/s（千兆采样/秒）。

• 关键规则：根据奈奎斯特定理，采样率需至少为信号最高频率的2倍，实际建议4~5倍以上。

• 示例：测量100MHz信号需至少400MS/s的采样率。高采样率可减少波形失真。

3. 存储深度（Memory Depth）

• 定义：单次采集可存储的采样点数，单位为pts（点）。

• 关系：存储深度 = 采样率 × 捕获时间。存储深度越大，支持长时间高采样率采集。

• 应用：长周期信号（如串行协议解码）需要大存储深度。

4. 垂直分辨率（Vertical Resolution）

• 定义：ADC的位数，决定电压测量的精度。常见8位（普通示波器），高端型号可达12位或更高。

• 影响：分辨率越高，电压量化误差越小（如8位分辨率在1V量程下最小步进约3.9mV）。

5. 上升时间（Rise Time）

• 定义：示波器对阶跃信号的响应时间（从10%升至90%幅值）。

• 计算：上升时间 ≈ 0.35 / 带宽（例如，100MHz带宽对应3.5ns上升时间）。

• 注意：示波器上升时间应远快于被测信号，否则会引入测量误差。

6. 输入阻抗（Input Impedance）

• 典型值：1MΩ（并联电容约15pF）或50Ω（高频测量）。

• 影响：高阻抗可能对高频信号造成负载效应，需匹配传输线阻抗。

7. 触发功能（Trigger）

• 类型：边沿触发、脉宽触发、视频触发、逻辑触发等。

• 高级触发：如串行协议触发（I2C、SPI）、欠幅脉冲触发等，用于捕获异常信号。

8. 波形捕获率（Waveform Capture Rate）

• 定义：每秒可捕获并显示的波形数量（单位：wfms/s）。

• 意义：高捕获率提高偶发事件（如毛刺）的检测概率。

9. 通道数（Number of Channels）

• 常见配置：2通道（基础型号）、4通道（多信号分析）、8通道以上（混合信号示波器，MSO）。

10. 其他重要参数

• 时基范围（Timebase）：水平扫描速度（如1ns/div至50s/div）。

• 输入电压范围：最大安全输入电压（如±400V）。

• 探头兼容性：主动/差分探头支持，衰减比（如10:1、100:1）。

• FFT分析：频域分析能力（用于谐波或噪声分析）。

选型建议

• 通用调试：100MHz带宽、1GS/s采样率、4通道。

• 高速信号：≥1GHz带宽、10GS/s采样率、低上升时间。

• 高精度测量：12位分辨率、低噪声前端。