前言
　　數字示波器(qì)因具(jù)有波形觸發，存(cún)儲(chǔ)，顯(xiǎn)示(shì)，測量(liáng)，波形(xíng)數據分析處(chǔ)理等*優點(diǎn)，其使用日益普及。由(yóu)於(yú)數字(zì)示(shì)波器(qì)與(yǔ)模(mó)擬示(shì)波器之間存(cún)在較(jiào)大(dà)的性能差(chà)異(yì)，如果(guǒ)使(shǐ)用不(bù)當(dāng)，會產生較大的(dí)測量(liáng)誤差，從而影響測(cè)試(shì)任務(wù)。

區分(fēn)模(mó)擬帶寬和數字(zì)實時(shí)帶寬(kuān)
　　帶(dài)寬(kuān)是示波器(qì)zui重(zhòng)要的(dí)指標(biāo)之(zhī)一(yī)。模(mó)擬示波(bō)器(qì)的帶寬(kuān)是(shì)一(yī)個固(gù)定的值，而(ér)數字示波器的(dí)帶寬(kuān)有模擬帶(dài)寬(kuān)和(hé)數字實時(shí)帶寬兩種(zhǒng)。數(shù)字示(shì)波(bō)器對重復(fù)信(xìn)號(hào)采(cǎi)用順序采樣(yàng)或隨機(jī)采(cǎi)樣技(jì)術所能(néng)達到(dào)的(dí)zui高帶寬為(wéi)示波器的數(shù)字實(shí)時帶(dài)寬(kuān)，數(shù)字實時帶寬與(yǔ)zui高數字化(huà)頻率(shuài)和波形重建技術因(yīn)子(zǐ)K相關（數(shù)字實時(shí)帶(dài)寬(kuān)=zui高數字(zì)化速率/K），一(yī)般並(bìng)不作(zuò)為一(yī)項指(zhǐ)標(biāo)直接給出(chū)。從(cóng)兩種(zhǒng)帶(dài)寬的(dí)定(dìng)義(yì)可以(yǐ)看(kàn)出(chū)，模擬帶(dài)寬隻(zhī)適合重(zhòng)復周(zhōu)期(qī)信(xìn)號的(dí)測量(liáng)，而(ér)數字(zì)實時帶寬(kuān)則同(tóng)時(shí)適合(hé)重(zhòng)復(fù)信(xìn)號(hào)和(hé)單(dān)次信號(hào)的測(cè)量(liáng)。廠家聲稱(chēng)示波器(qì)的帶寬(kuān)能(néng)達(dá)到多(duō)少(shǎo)兆(zhào)，實(shí)際上(shàng)指的(dí)是模(mó)擬帶寬，數(shù)字實時(shí)帶(dài)寬是(shì)要低(dī)於(yú)這(zhè)個(gè)值的(dí)。例如(rú)說(shuō)TEK公司(sī)的TES520B的帶寬為500MHz，實(shí)際上是指(zhǐ)其模(mó)擬(nǐ)帶寬為(wéi)500MHz，而zui高(gāo)數(shù)字實(shí)時(shí)帶(dài)寬隻(zhī)能(néng)達到400MHz遠低(dī)於模擬(nǐ)帶寬。所以在(zài)測(cè)量(liáng)單次(cì)信號時(shí)，一(yī)定(dìng)要參考數字(zì)示波器(qì)的(dí)數字(zì)實(shí)時(shí)帶(dài)寬，否(fǒu)則會(huì)給測量帶(dài)來(lái)意想(xiǎng)不(bù)到(dào)的誤差。

有(yǒu)關(guān)采樣速率
　　采樣速率(shuài)也(yě)稱為(wéi)數字(zì)化(huà)速(sù)率，是(shì)指單位時間(jiān)內(nèi)，對模(mó)擬輸入(rù)信號的采樣(yàng)次數，常以MS/s表示。采(cǎi)樣(yàng)速率是數(shù)字(zì)示(shì)波器的一(yī)項(xiàng)重(zhòng)要(yào)指(zhǐ)標。
　　1.如(rú)果采樣速率(shuài)不(bù)夠，容(róng)易出現(xiàn)混迭(dié)現象
　　如(rú)果示波器(qì)的輸(shū)人信號為一個(gè)100KHz的正弦信號(hào)，示(shì)波器(qì)顯(xiǎn)示的信號(hào)頻(pín)率(shuài)卻(què)是(shì)50KHz，這是怎麼回(huí)事(shì)呢(ní)？這(zhè)是因為(wéi)示波器(qì)的采樣速率太(tài)慢(màn)，產生(shēng)了混(hùn)迭(dié)現象。混迭(dié)就(jiù)是(shì)屏幕(mù)上(shàng)顯示的波形(xíng)頻率低於(yú)信(xìn)號的實際頻率，或者即使示波(bō)器上(shàng)的(dí)觸發指(zhǐ)示(shì)燈已經亮了(liǎo)，而顯(xiǎn)示的(dí)波形仍不(bù)穩(wěn)定(dìng)。混迭的產生(shēng)如圖(tú)1所示。那麼(mó)，對於一個未(wèi)知(zhī)頻率(shuài)的(dí)波形，如何(hé)判斷所(suǒ)顯(xiǎn)示的波形(xíng)是否已經產生混迭呢？可以(yǐ)通(tōng)過(guò)慢慢改變(biàn)掃速t/div到較快的(dí)時基檔，看(kàn)波形(xíng)的頻(pín)率參數(shù)是否(fǒu)急劇(jù)改變(biàn)，如果(guǒ)是，說(shuō)明波形混(hùn)迭已(yǐ)經(jīng)發生；或(huò)者晃動(dòng)的波(bō)形在某(mǒu)個較快的時基檔(dàng)穩定(dìng)下來(lái)，也(yě)說明波(bō)形混迭(dié)已經發(fā)生(shēng)。根(gēn)據奈奎斯(sī)特定理，采樣(yàng)速率至(zhì)少高(gāo)於(yú)信號高(gāo)頻(pín)成分(fēn)的2倍才不會發生(shēng)混(hùn)迭，如一個(gè)500MHz的(dí)信號，至少(shǎo)需要1GS/s的采樣速(sù)率。有(yǒu)如(rú)下(xià)幾種(zhǒng)方(fāng)法可以(yǐ)簡單地防(fáng)止(zhǐ)混迭發生：
　　·調整掃速；
　　·采用(yòng)自動設置(zhì)（Autoset）；
　　·試著將(jiāng)收集方式切(qiē)換(huàn)到包絡方式或(huò)峰(fēng)值(zhí)檢(jiǎn)測(cè)方式，因為包(bāo)絡(luò)方式(shì)是(shì)在多個(gè)收(shōu)集記(jì)錄中尋找極(jí)值，而(ér)峰(fēng)值檢測方(fāng)式(shì)則是在(zài)單個收(shōu)集(jí)記錄中(zhōng)尋找(zhǎo)zui大(dà)zui小值，這(zhè)兩種方法都能(néng)檢測(cè)到(dào)較快(kuài)的信(xìn)號變化。
　　·如果(guǒ)示(shì)波器有(yǒu)Insta Vu采(cǎi)集(jí)方(fāng)式(shì)，可以(yǐ)選用，因為這種方式(shì)采集(jí)波形速度(dù)快，用(yòng)這種(zhǒng)方(fāng)法顯示(shì)的波形(xíng)類似(sì)於用(yòng)模擬(nǐ)示波器顯(xiǎn)示(shì)的波形。
　　2.采(cǎi)樣(yàng)速率(shuài)與t/div的關係
　　每(měi)台(tái)數(shù)字示波器(qì)的zui大(dà)采(cǎi)樣速率(shuài)是(shì)一個定值。但是，在(zài)任意一(yī)個掃(sǎo)描(miáo)時(shí)間t/div，采樣(yàng)速率fs由下式給(gěi)出：
　　　　　　fs=N/（t/div）　　　　　　　N為每格(gé)采(cǎi)樣點
　　當采樣點(diǎn)數(shù)N為(wéi)一定(dìng)值時(shí)，fs與(yǔ)t/div成反(fǎn)比，掃速越(yuè)大，采(cǎi)樣(yàng)速率越低。下麵是TDS520B的一(yī)組掃(sǎo)速(sù)與(yǔ)采樣(yàng)速率的(dí)數據(jù)：
表1掃速與采樣(yàng)速(sù)率(shuài)
t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25
　　綜(zōng)上(shàng)所(suǒ)述(shù)，使用數字示(shì)波器(qì)時，為了避(bì)免混迭(dié)，掃速(sù)檔置於(yú)掃速(sù)較(jiào)快的(dí)位置(zhì)。如(rú)果想要(yào)捕捉(zhuō)到瞬(shùn)息即逝的(dí)毛刺，掃速檔則置於(yú)主掃速較(jiào)慢(màn)的位(wèi)置。
數字示波器的(dí)上升時間
　　在模擬示波(bō)器(qì)中，上(shàng)升時(shí)間是示波(bō)器的一項(xiàng)極(jí)其重(zhòng)要(yào)的指(zhǐ)標(biāo)。而在(zài)數(shù)字示波器(qì)中(zhōng)，上(shàng)升時間甚至都不(bù)作為指標明(míng)確給(gěi)出(chū)。由於數(shù)字示波(bō)器測(cè)量方法(fǎ)的(dí)原(yuán)因，以(yǐ)致(zhì)於(yú)自動測(cè)量(liáng)出的(dí)上升(shēng)時間(jiān)不(bù)僅與(yǔ)采樣點的(dí)位置相(xiāng)關，如圖(tú)2中a表示(shì)上(shàng)升(shēng)沿恰好(hǎo)落(là)在兩采(cǎi)樣(yàng)點中間，這(zhè)時(shí)上(shàng)升時間為(wéi)數(shù)字化(huà)間隔的0.8倍(bèi)。圖2中的b的(dí)上(shàng)升(shēng)沿的中(zhōng)部有一(yī)采(cǎi)樣點(diǎn)，則同樣(yàng)的(dí)波(bō)形，上升時間(jiān)為(wéi)數字(zì)化間隔(gé)的1.6倍。另外(wài)，上升時間還與掃速有關(guān)，下(xià)麵(miàn)是TDS520B測量(liáng)同一(yī)波形時(shí)的(dí)一組掃(sǎo)速(sù)與上升時間(jiān)的(dí)數據：
表2掃速與上升(shēng)時間
t/div（ms）502010521tr（μs）816
　　由(yóu)上麵(miàn)這(zhè)組(zǔ)數據(jù)可以看出，雖然波形的上升時(shí)間(jiān)是一(yī)個(gè)定(dìng)值(zhí)，而(ér)用(yòng)數(shù)字(zì)示(shì)波器測(cè)量(liáng)出(chū)來的結果卻因(yīn)為掃(sǎo)速不同而相差(chà)甚(shèn)遠(yuǎn)。模(mó)擬示(shì)波器的(dí)上升時間與(yǔ)掃速(sù)無關，而(ér)數字示(shì)波器(qì)的上升(shēng)時(shí)間不僅與掃(sǎo)速有(yǒu)關(guān)，還(huán)與采樣點(diǎn)的位(wèi)置(zhì)有關，使用(yòng)數(shù)字(zì)示(shì)波器(qì)時，我(wǒ)們(mén)不能(néng)象用模擬示波(bō)器(qì)那樣(yàng)，根據測出的(dí)時間來(lái)反推出信(xìn)號的上升(shēng)時(shí)間。

摘自(zì)《國外電(diàn)子(zǐ)測量(liáng)技術》2001.1