高校實驗室如何選擇合適的示波器

高校實驗室如何選擇合適的示波器

　　示波器作為一種基礎(chǔ)的測試儀器，曾幾何時，還是高校實驗室里的寵物。那時一個實驗室二三十個學(xué)生圍著一臺示波器聽老師的講解和進(jìn)行測試。隨著我國經(jīng)濟實力的大幅度提升和國家對教育事業(yè)的大力支持，如今示波器已經(jīng)成為高校電子類實驗室的必備儀器。甚至在許多的職業(yè)教育學(xué)院也配備了很多不同檔次的示波器。面對市場上眾多舉的示波器，如何按照實驗室的測量需求來選擇合適的產(chǎn)品，已經(jīng)成為許多高校面臨的緊迫問題。

　　◆ 目前示波器行業(yè)的現(xiàn)狀

　　示波器主要分為兩大類：模擬示波器和數(shù)字存儲示波器。

　　1、模擬示波器的現(xiàn)狀。目前主要的模擬示波器的制造廠商正在呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。美國從90年代中期就已經(jīng)停止了模擬示波器的生產(chǎn)，日本也只剩2-3家。國內(nèi)尚有10家左右。

　　目前，模擬示波器主要應(yīng)用在高校的實驗室、生產(chǎn)線、維修和部分特殊領(lǐng)域的測試。

　　由于模擬示波器具有三維顯示中較重要的亮度信息，同時有高達(dá)幾十萬次的刷新速率，模擬示波器具有時間上的無限分辨力，也就是模擬示波器對輸入信號的測量在時間上是連續(xù)的。因此中低檔的數(shù)字示波器還不能完全取代模擬示波器。

　　2、數(shù)字存儲示波器的現(xiàn)狀：目前主要的生產(chǎn)廠家是美國安捷倫公司，泰克公司和力科公司。

　　***的固緯公司，還有在國內(nèi)異軍突起的北京普源精電公司。

　　由于數(shù)字示波器包含的技術(shù)指標(biāo)比較多，很多客戶目前還不能在眾多的指標(biāo)中找出自己的合理需求。

　　◆ 數(shù)字示波器的主要技術(shù)指標(biāo)：帶寬、采樣速率、存儲深度和波形更新速率

　　帶寬：為了保證測試信號幅度和上升沿的精度，選擇示波器的帶寬應(yīng)為被測信號頻率的3-5倍，精確測量要8-10倍或以上。

　　采樣速率和存儲深度：一般制造商給出的采樣速率都是最大值，即在最快掃描時間下所達(dá)到的采樣速率。但是在實際的測量中，采樣速率是一個變化的指標(biāo)，隨著掃描時間的變慢，采樣速率也相應(yīng)降低。所以它的實際值取決于時基和存儲深度。

　　采樣速率[MS/S]*[時間/格×10格]=存儲深度

　　DSO要對輸入的信號進(jìn)行采樣，模數(shù)轉(zhuǎn)換，送入內(nèi)存并進(jìn)行有關(guān)的處理，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換才能顯示出來。另外，由于普通的數(shù)字示波器的波形更新速率比較低(約100次/秒-10000次/秒)因此在實際測試中難免會發(fā)生混淆現(xiàn)象。因此在選擇數(shù)字存儲示波器時不但要看技術(shù)指標(biāo)，更重要的是針對復(fù)雜信號的實際測量。

主要的數(shù)字存儲示波器制造商及產(chǎn)品規(guī)格

　　不難看出，在數(shù)字存儲示波器行業(yè)，美國的三大公司無論在技術(shù)上還是在市場份額上都是遙遙領(lǐng)先。但是普源精科的出現(xiàn)使國內(nèi)的示波器行業(yè)在停滯了十年后重新煥發(fā)了活力，近期他們剛剛推出了帶寬200MHz、采樣速率1GS/S、存儲深度達(dá)1M的示波器。對于這樣一個由年輕人組成的公司，行業(yè)的新兵，相信他們還會給我們奉獻(xiàn)更多的精彩產(chǎn)品。

　　◆ 高等院校示波器的現(xiàn)狀

　　目前，在高等院校示波器的使用主要集中在 物理實驗中心、電工電子實驗中心和信息類專業(yè)實驗室。

　　物理實驗中心一般主要使用20MHz的雙通道模擬示波器。

　　電工電子實驗中心主要包含模擬電路實驗室、數(shù)字電路實驗室、電工實驗室、EDA實驗室、PLC實驗室。目前各高校使用的儀器不盡相同。

　　總體來看，目前高校實驗室在示波器的使用中存在如下問題：

　　1.沒有標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)儀。示波器作為一臺定量觀測的儀器，實驗室很難判斷示波器的準(zhǔn)確指標(biāo)，僅憑普通函數(shù)源做一些簡單的測試，是不夠的。曾經(jīng)有一個客戶，使用一臺6MHz的函數(shù)信號發(fā)生器，輸出6MHz的正弦波，幅度4mV，用來評估3臺不同型號的20MHz示波器，其中發(fā)現(xiàn)一臺測試結(jié)果是在正弦波上有毛刺，另外2臺觀測時波形看起來比較光滑。因此客戶認(rèn)為有毛刺的示波器有問題，沒有毛刺是好的。其實，這是一個參照物的問題，客戶錯誤的認(rèn)為函數(shù)信號發(fā)生器輸出的是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，才出現(xiàn)這樣錯誤的判斷。后來用一臺經(jīng)過計量的安捷倫100MHZ示波器進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)是正弦波本身有毛刺。最后客戶當(dāng)然是選用測出毛刺的20MHz示波器。因此學(xué)校使用的示波器每年進(jìn)行校準(zhǔn)是非常重要的。

　　2.很多高校在基礎(chǔ)實驗室購買了大量低檔的數(shù)字存儲示波器，但實驗過程并不需要數(shù)據(jù)的存儲，而此類示波器在觀測波形方面又不如模擬示波器，因此造成了很多不必要的麻煩。

　　3.很多購買高檔數(shù)字存儲示波器的實驗室由于各種原因，儀器的許多高級功能沒有充分發(fā)揮作用，僅僅被當(dāng)做低檔的數(shù)字存儲示波器甚至模擬示波器來使用，造成了資金的嚴(yán)重浪費。

　　◆ 高校實驗室選擇示波器的幾點建議

　　1.根據(jù)自己的實際需要選擇示波器。

　　高校實驗室的類型、實驗內(nèi)容、儀器使用人員的水平各不相同，應(yīng)當(dāng)根據(jù)各個實驗室的具體情況作出選擇，不要一味認(rèn)為高檔儀器一定比低檔儀器好，數(shù)字示波器一定比模擬示波器好。在許多情況下，對于觀測一般教學(xué)實驗中常見的重復(fù)性信號，模擬示波器無論在價格還是實際觀測效果上都勝過低檔數(shù)字示波器一籌。而對于一些專業(yè)的帶有科研性質(zhì)的實驗室，選擇一些高端數(shù)字示波器就非常必要。

　　2.選擇信譽好，水平高的廠家或代理商的產(chǎn)品。

　　目前由于高校的擴招，實驗室儀器的使用十分頻繁，這樣一來，產(chǎn)品的可靠性，售后服務(wù)的及時性就成為高校實驗室選擇示波器所需要考慮的重要因素。同樣是20MHz的示波器，價格從1000元到4000多元不等，但顯而易見，用戶所享受到的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)是完全不同的。選擇一款示波器，需要從價格和服務(wù)多方面考慮，不要被一時的低價所打動，否則很可能造成今后工作的被動。