如何使用数字示波器

数字示波器是数据采集，A/D转换，软件编程等系列的制出来的性能示波器。数字示波器般支持多菜单，能提供给用户多种选择，多种分析能。还有些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。 目前数字示波器主要依靠美，对于300MHz带宽之内的示波器，目前内品的示波器在性能上已经可以和外品抗衡，且具有明显的性价比优势。

自动检定

随着电子的发展，数字示波器凭借数字和软件大大扩展了作能力，早期产品的取样率低、存在较大死区时间、屏幕刷新率低等不足得到较大改善，以前难以观察的调制信号、通讯眼图、视频信号等复合信号越来越容易观察。数字示波器可以对数据行运算和分析，别适合于捕获复杂动态信号中产生的细节和异常现象，因而在研究、业中得到了广泛的应用。为了让示波器作在合格的状态，对示波器定期、快速、面的检定，保证其量值溯源，是摆在测试程师面前的项紧迫务。

手检定效率低，容易出错，对每种示波器的检定需要测试程师翻阅大量的资料；自动测试系统具有准确快速地测量参数、直观地显示测试结果、自动存储测试数据等性，是传统的手测试无法达到的。用自动测试系统实现对示波器的程控检定将会是仪器检定的趋势。

GPIB、VXI、PXI是自动测试系统标准总线，GPIB以性能稳定、操作方便、价格低廉赢得用户的认可。这里选用了GPIB作为测试系统的总线。

如何使用

数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等优点，其使用日益普及。由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异，如果使用不当，会产生较大的测量误差，从而影响测试务。

区分模拟带宽和数字实时带宽

带宽是示波器重要的标之。模拟示波器的带宽是个固定的值，而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样所能达到的带宽为示波器的数字实时带宽，数字实时带宽与数字化频率和波形重建因子K相关（数字实时带宽=化速率/K），般并不作为项标直接给出。从两种带宽的定义可以看出，模拟带宽只适合重复周期信号的测量，而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆，实际上的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实际上是其模拟带宽为500MHz，而数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时，定要参考数字示波器的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差。

有关采样速率

采样速率也称为数字化速率，是单位时间内，对模拟输入信号的采样次数，常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的项重要标。

1.如果采样速率不够，容易出现混迭现象

如果示波器的输人信号为个100KHz的正弦信号，示波器显示的信号频率却是50KHz，这是怎么回事呢？这是因为示波器的采样速率太慢，产生了混迭现象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率，或者即使示波器上的触发示灯已经亮了，而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。那么，对于个未知频率的波形，如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢？可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档，看波形的频率参数是否急剧改变，如果是，说明波形混迭已经发生；或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来，也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯定理，采样速率至少于信号频成分的2倍才不会发生混迭，如个500MHz的信号，至少需要1GS/s的采样速率。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生：

·调整扫速；

·采用自动设置（Autoset）；

·试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式，因为包络方式是在多个收集记录中寻找值，而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找大小值，这两种方法都能检测到较快的信号变化。

·如果示波器有Insta Vu采集方式，可以选用，因为这种方式采集波形速度快，用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。

2.采样速率与t/div的关系

每台数字示波器的采样速率是个定值。但是，在意个扫描时间t/div，采样速率fs由下式给出：

fs=N/(t/div) N为每格采样点

当采样点数N为定值时，fs与t/div成反比，扫速越大，采样速率越低。下面是TDS520B的组扫速与采样速率的数据：

表1扫速与采样速率

t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25

综上所述，使用数字示波器时，为了避免混迭，扫速档置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，扫速档则置于主扫速较慢的位置。

数字示波器的上升时间

在模拟示波器中，上升时间是示波器的项其重要的标。而在数字示波器中，上升时间甚至都不作为标明确给出。由于数字示波器测量方法的原因，以致于自动测量出的上升时间不仅与采样点的位置相关，如图2中a表示上升沿恰好落在两采样点中间，这时上升时间为数字化间隔的0.8倍。图2中的b的上升沿的中有采样点，则同样的波形，上升时间为数字化间隔的1.6倍。另外，上升时间还与扫速有关，下面是TDS520B测量同波形时的组扫速与上升时间的数据：

表2扫速与上升时间 t/div（ms）502010521tr(μs)800320160803216

由上面这组数据可以看出，虽然波形的上升时间是个定值，而用数字示波器测量出来的结果却因为扫速不同而相差甚远。模拟示波器的上升时间与扫速无关，而数字示波器的上升时间不仅与扫速有关，还与采样点的位置有关，使用数字示波器时，我们不能象用模拟示波器那样，根据测出的时间来反推出信号的上升时间。