關(guān)于1Gsa/s采樣率的介紹研究

作為數(shù)字示波器，采樣率是非常重要的一個指標(biāo)。所謂采樣率指的是單位時間模數(shù)轉(zhuǎn)換器完成的AD轉(zhuǎn)換的次數(shù)，即每秒采集數(shù)據(jù)樣點的個數(shù)。波形的數(shù)據(jù)點數(shù)影響著波形復(fù)現(xiàn)的真實度。理論上講，波形點數(shù)越多，波形復(fù)現(xiàn)的越真實，但由于內(nèi)存空間及A/D轉(zhuǎn)換速度的制約，采樣率常常有一定限制。那么多高的采樣率是足夠的呢？

依照Nyquist采樣定律，對正弦波采樣時，需要在一個周期采集最少兩個以上的點才可重現(xiàn)波形。而在工程實際中，采樣率需要是實測信號頻率的4-5倍（對于Flat頻響示波器，采樣率需要2.5倍）才能更好地復(fù)現(xiàn)波形。

采樣率不足帶來的直接問題是波形的失真、混淆或遺漏。在測量正弦波信號時，表現(xiàn)為幅度波動和衰減。下面的幾個圖片就展示了采樣率不足帶來的信號復(fù)現(xiàn)問題。

RIGOL新推出的DS1000Z示波器具有1Gsa/s的采樣率，對于100MHz帶寬的示波器這樣的采樣率是足夠高的。但細(xì)心的用戶會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)同時打開DS1000Z示波器的四個通道時，示波器的采樣率會下降。這是由于DS1000Z示波器采用了ADC復(fù)用的技術(shù)，在同時打開四通道時，采樣率會下降到250Msa/s。250Msa/s的采樣率是否可以支持100MHz帶寬呢？同時使用四通道時DS1000Z是否還可以真實地捕獲和顯示波形呢？

有圖有真相，讓我們一起測試一下。

首先使用信號源輸出100MHz正弦波，DS1000Z單通道測量，我們可以看到波形清晰穩(wěn)定，峰峰值為704mV.這時示波器的采樣率為1Gsa/s

現(xiàn)在我們打開示波器的其他三個通道，我們可以發(fā)現(xiàn)，采樣率變?yōu)榱?50Msa/s。但波形基本穩(wěn)定清晰，沒有大的變化。測量的峰峰值為708mV.

上述實驗的方法與計量部門檢定示波器帶寬的步驟基本相同。通過這樣的實驗我們可以發(fā)現(xiàn)，雖然在4通道同時開啟的情況下，DS1000Z的采樣率降至250Msa/s，但儀器依然可以較好的完成波形測試工作，測試結(jié)果穩(wěn)定可靠。在更多的僅使用一個或兩個通道的條件下，DS1000Z完成測試工作更加精準(zhǔn)。

四通道、足夠用的采樣率、眾多的高級測量和分析功能。DS1000Z確實是基礎(chǔ)型示波器的最佳選擇。