了解示波器波形粗細屬性VIP

了解示波器波形粗細屬性示波器波形展示了真實的電子信號。在評估示波器性能時，可以考察它顯示與目標信號形狀相同的波形的能力。假設示波器具備足夠的基本技術指標——例如帶寬、采樣率和等頻率響應，示波器應當顯示粗波形還是細波形更好一些？這個問題的答案與大部分工程學問題一樣：“視具體情況而定”。

現(xiàn)在我們研究一下示波器和信號的屬性，這些屬性有助于用戶確定是粗波形還是細波形。兩個關鍵屬性可使用戶了解他們的示波器顯示目標信號的能力，分別是更新速率和噪聲。更新速率對波形粗細的影響更新速率表示示波器在1秒鐘內采集、處理與顯示的波形數(shù)目。更新速率越高，示波器就能更迅速地顯示被測信號。更新速率越低，示波器就會花費更長時間顯示與特定波形相關的細節(jié)。目前，示波器的更新速率范圍是在每秒鐘100萬個波形到幾秒鐘1個波形。只需更改示波器的設置，同一款示波器就能顯示不一樣的速率范圍。更新速率會受到多個示波器設置的影響，包括更改采集存儲器的深度，這會對存儲器深度帶來極大影響。讓我們看一個簡單示例。圖1的上半部分顯示了兩款知名廠商生產的帶寬相等的示波器，示波器持續(xù)運行并與完全相同的10MHz正弦波連接。其中一款示波器顯示了較粗的波形，另一款顯示了較細的波形。這會導致測量值的不同。哪一種更加精確？兩款示波器的最大區(qū)別之一就是更新速率。使用相同的設置，其中一款示波器的更新速率為每秒鐘100萬個波形，比另一款示波器的更新速率快16,000倍。

這一點對波形有何影響？圖1的下半部分顯示了當開啟無限余輝時，連接同一個信號的兩款示波器會如何顯示。兩款示波器都會構建更長持續(xù)時間的圖像。10秒鐘后，示波器顯示了相同的波形形狀與波形粗細。在這種情況下，數(shù)據速率更高的初始示波器能夠顯示更粗的波形，更清晰地表現(xiàn)每個示波器的顯示內容。通過開啟無限余輝，我們能夠快速進行評估。

圖1.兩款具有同等帶寬和近似噪聲的示波器連接到同一個信號。兩款示波器的噪聲類似。上面截圖顯示了TekDPO5104A，它具有極窄的波形，提供更多細節(jié)。AgilentDSOX4104A顯示的波形較寬。為什么有這種區(qū)別？原因在于更新速率。開啟無限余輝并等待10秒。兩款示波器顯示同樣粗細的波形。安捷倫示波器的更新速率為100萬個波形/秒，而Tek示波器在常規(guī)模式下的更新速率僅為60個波形/秒。波形粗細與示波器向初始信號中添加的噪聲數(shù)量有關。圖中文字中英對照Bothscopesareconnectedtothesamesignal,withthesamesettings

Nowwithinfinitepersistenceturnedon.兩款示波器連接到同一個信號，采用相同的設置

現(xiàn)在開啟無限余輝。示波器噪聲對波形粗細的影響示波器測量的精度如何？通常從水平時基的角度看，示波器的測量精度極高，但從垂直時基的角度上看，精度就會顯著降低。原因是什么？一個主要原因是噪聲對測量帶來的干擾。示波器生成的內部噪聲與被測信號耦合，由此造成信號卷積，噪聲在連續(xù)樣本中進行數(shù)字化、存儲、處理和顯示。示波器的模數(shù)轉換器無法區(qū)分由示波器產生的噪聲和由實際目標信號產生的噪聲。但是，您可以運行一個簡單的測試，以確定您的示波器對信號添加了多少噪聲。采取特定的設置組合，快速確定您的示波器將會產生多少噪聲，并對兩款示波器進行簡單對比。圖2.

更新速率相同的兩款示波器連接到同一個信號。兩者所顯示的波形粗細大為不同。原因何在？4GHz示波器的噪聲高于500MHz示波器。粗細不同的原因在于噪聲。圖中文字中英對照Bothscopesareconnectedtothesamesignal,withthesamesettings

4GHzbandwidth

500MHzbandwidth兩款示波器連接到同一個信號，采用相同的設置

4GHz帶寬

500MHz帶寬圖2顯示了兩款示波器正在查看同一個10MHz正弦波。其中一個示波器顯示了更粗的波形。根據前文的示例，示波器是否因為具備更快的更新速率才能顯示更粗的波形？答案是否定的。兩款示波器在開啟無限余輝時具備相同的更新速率，其中一款示波器仍將顯示更粗的波形，而另一款則是顯示較細波形。區(qū)別在于，其中一款示波器的