示波器原始数据代表什么

示波器原始数据是直接从示波器的模数转换器（ADC）中获取的数字化信号，它代表了被测电信号在时间和幅度上的离散采样值。以下是其具体含义和关键点：

1. 时间与幅度的离散化表示

• 时间轴（X轴）：
  数据点按固定的时间间隔（采样间隔 $\Delta t$）采集，由示波器的采样率（如1 GS/s）决定。
  例如，采样率为1 GHz时，$\Delta t=1\text{ns}$，每个数据点间隔1纳秒。

• 幅度轴（Y轴）：
  每个数据点的数值对应输入信号的瞬时电压，单位为ADC的量化步进（如8位ADC将电压分为256级）。
  需结合示波器的垂直灵敏度（如1 V/div）和偏移（垂直位置）转换为实际电压值。

2. 原始数据的组成

示波器原始数据通常包含：

• 时间戳数组：每个采样点的时间位置（$t_0,t_1,...,t_n$）。

• 电压值数组：每个时间点对应的量化电压值（$V_0,V_1,...,V_n$）。

• 元数据：采样率、位深、触发位置、探头衰减比等参数。

3. 关键参数的影响

• 采样率：决定时间分辨率。若采样率不足，高频信号会因混叠失真。

• 位深（如8位、12位ADC）：决定幅度分辨率。低位深可能导致量化误差。

• 存储深度：总采样点数（如1 Mpts），影响捕获的时间窗口长度（存储深度 = 采样率 × 时间窗口）。

4. 原始数据的用途

• 波形重建：通过插值或连线（如sin(x)/x插值）恢复连续波形。

• 参数测量：计算频率、幅值、上升时间等。

• 频域分析：通过FFT转换为频谱。

• 高级分析：如抖动、眼图、协议解码（需结合解码算法）。

5. 示例转换公式

若示波器设置如下：

• 垂直灵敏度：2 V/div（假设1 div = 10 ADC码值）

• 探头衰减：10:1

• ADC码值：$D$（如0~255）

则实际电压 $V$ 为：

$$V=\left(\frac{D\times \text{灵敏度}}{10}\right)\times \text{探头衰减}$$

（具体公式需参考示波器手册，因厂商可能不同）

6. 注意事项

• 噪声与误差：原始数据包含系统噪声、ADC量化误差等。

• 触发位置：数据可能以触发点为参考居中或偏移。

• 存储格式：常见为二进制或CSV，需根据厂商说明解析。