示波器帮助


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我有点困惑。请帮我弄清楚。我想购买示波器,并找到两种适合我的型号。

  1. 瑞戈DS1102E
  2. 瑞戈DS1102CA

但是我不明白它们之间的区别。我了解到DS1102E的采样率为1 GSa / s,DS1102CA的采样率为2 GSa / s。好。但是它在实践中会带来什么呢?两台示波器的带宽均为100MHz,因此我在屏幕上的信号图像中不会发现差异。我对吗?那么,您能解释一下现代示波器的“采样率”和“带宽”是什么意思吗?这些东西之间有什么区别?

Answers:


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相同的带宽意味着它们对信号的衰减相同。从根本上讲,这两个示波器的截止频率均为100MHz 。

每秒的采样数是示波器的分辨率。如果放大信号,则对于2GSa / s示波器,非插值数据点相距0.5 ns,对于1GSa / s示波器,相距1 ns。经验法则是,您可以使用1GSa / s示波器准确地测量100MHz信号,使用2GSa / s测200MHz信号(〜10个样本/ Hz)

显然,采样越多,原始信号的表现就越好。您只需权衡成本差异即可。


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尽管其他答案很好地解释了实际情况,但我认为它们都错过了在100 MHz示波器上具有2 GSa / s的意义。

主要的兴趣点是示波器通常进行采样的方式。它们通常具有许多可以连接到不同通道的模数转换器。他们通常用来采样信号的过程称为交织。基本上设置好转换器,以便第一个转换器对通道上的信号采样并开始对其进行处理,然后下一个转换器对信号采样并开始对其进行处理,然后对第三个转换器进行依次类推,直到所有转换器采样为止。之后,第一个转换器再次采样,第二个以此类推。因此,基本上循环会重复。这样可以使用速度更慢,价格更便宜的模数转换器,但是由于采样不会完全等距,因此会对精度产生负面影响。

那么,当您有两个通道的示波器并且仅使用一个通道时会发生什么?好吧,所有转换器只能在一个通道上工作,并且将尽其所能提供最佳信号表示。但是,如果您也激活了第二个通道,则一半的转换器将切换到第二个通道,一半的转换器将与第一个通道一起工作。

如前所述,经验法则是每100 MHz带宽具有1 GSa / s。因此,如果您采用100 MHz示波器,其采样率为1 GSa / s,那么您只能在全带宽上有效地使用一个通道!如果要同时使用两个通道,则不能在高于50 MHz的频率上使用它们,否则会获得采样失真。

另一方面,如果您有一个2 GSa / s 100 MHz的两个通道示波器,则可以更好地查看一个100 MHz信号,或者可以很好地查看两个100 MHz通道,而仅使用1 GSa可能会出现问题。 / s范围。

那么这对您有何影响:那么,让我们看一下产品网站。对于Rigol DS1102CA,它说的是规范下的Real-time Sample Rate 2 GSa/s(each channel),1 GSa/s(dual channels),这意味着我解释的情况在这里适用。在Rigol DS1102E的网站上,其根据规格表示:Real-time Sample Rate 1 GSa/s(each channel),500 MSa/s(dual channels)

因此,最终DS1102E可以作为100 MHz的两通道示波器或50 MHz的两通道示波器,而Rigol DS1102CA是真正的100 MHz的两通道示波器。

一些额外的信息:正如我之前说过的,对于单个通道使用多个模数转换器的范围是不利的,因为采样之间的时间间隔并不完全相同。最初通过格外小心地为转换器路由时钟信号来解决此问题,以便时钟可以同时到达所有转换器。另一个(有时更好)的解决方案是使用多通道转换器。通常,路由时钟信号使其同时到达单个芯片上的所有通道要比路由时钟信号以使其同时到达所有物理上分离的芯片容易。一些转换器也使用其他技巧。例如,一个通道可以在时钟的正斜率处触发,而第二个通道可以在时钟的负斜率处触发。



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采样率是示波器a / d对信号进行采样并将其转换为屏幕上的像素以便您可以看到的速率。您的示波器实质上是对信号进行采样,并以采样率绘制点,然后在每个点之间绘制直线或曲线。您拥有的采样点越多,您将要看的信号就越准确或真实。

带宽是示波器的-3dB输入带宽,因此它告诉您可以看到的最大频率。经验法则是获得两倍于您的频率的带宽,尽管有时3倍或更多倍的带宽可能会有所帮助,具体取决于您正在处理的内容和需要查看的内容。

这是一本有关示波器功能的参考文章。


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采样定理告诉我们,您需要以最高频率两倍的速率(大于)采样。要保留信号中的所有信息的信号分量,请确保这不适用于时域中的VIEWING信号。如果以44.1 kHz采样,则22 kHz正弦波看起来不会像正弦波。您链接的文章指出,“经验法则”是采样率应为带宽的3到4倍,但我觉得我使用的所有Tektronix示波器的采样率都是其带宽的10倍。
GummiV 2012年

是的,我在家拥有的100Mhz tek的速率为1GS / s,但是我的13Ghz Lecroy的每个通道的速率为40GS / s。因此,这取决于您拥有的设备,运行的速度以及您可以支付的费用:)
一些硬件专家

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根据经验,带宽和采样率应为要测量的最大频率的4到5倍。您还应该注意,如果您的输入信号不是纯正弦波,则它还会包含更高频率的谐波。为了获得准确的信号,您必须至少涵盖其中一些谐波。

在示波器的模拟前端,在最大带宽的频率(此处为100 MHz)下,此频率的正弦波将衰减3dB。这意味着仅以实际值的70%(即30%误差)进行测量。采样率指定每秒通过示波器完成多少次测量,即,获取信号形式的精确度(1 GS / s等于100 MHz信号上的10次测量)。

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