示波器基礎(chǔ)知識(shí)100問（中）

33． 在帶寬一定的條件下，采樣頻率太大是否也沒有太大的意義？

答：帶寬是限制被測(cè)信號(hào)高頻分量被捕獲的基本條件。使用泰克的示波器每個(gè)被測(cè)信號(hào)周期只需2.5 個(gè)點(diǎn)就能夠最大限度的重構(gòu)波形。其它一些示波器需要大于4個(gè)樣點(diǎn)/周期，即 100MHZ 帶寬示波器單次采集至少需要400MS/s 的采樣率，有些示波器甚至需要10個(gè)點(diǎn)（線性內(nèi)插技術(shù)）才能保證采集信號(hào)有意義。

34． 所謂高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器各有何優(yōu)缺點(diǎn)和適合的領(lǐng)域？

答：在示波器的規(guī)范中并沒有平坦相應(yīng)和高斯相應(yīng)的指標(biāo)。在示波器中會(huì)出現(xiàn)類似的比較或探討，可能有如下原因：

眾所周知，示波器是時(shí)域的儀器，從泰克發(fā)明第一臺(tái)可觸發(fā)的模擬示波器以來，示波器的帶寬一直是最重要的指標(biāo)，它是指示波器內(nèi)部的前置放大器的模擬帶寬。但是，示波器帶寬的 定義卻是頻域的定義，即正弦波幅度衰減到-3dB點(diǎn)時(shí)的頻率點(diǎn)。一個(gè)復(fù)雜高速信號(hào)含有豐 富的頻譜分量，如果需要精確測(cè)量信號(hào)，必須知道它們的每一個(gè)頻譜分量的幅度和相位，所 以示波器的幅頻特性和相頻特性非常重要。從最近幾年的發(fā)展來看，目前數(shù)字示波器的帶寬越做越高，從泰克 2000 年推出 TDS7000 4GHZ 帶寬示波器，2001年推出TDS6000 6GHZ 帶寬示波器，2003年推出TDS7704B 7GHZ 帶寬示波器，到最近 TDS6804B 8GHZ 帶寬示波器，帶寬幾乎每年都在提升。當(dāng)示波器帶寬 到達(dá)幾個(gè) GHZ 時(shí)，前置放大器作為模擬器件，保證良好的幅頻和相頻特性越來越難，泰克是掌握這一最關(guān)鍵技術(shù)的唯一公司。有些廠商無法做到，就不得不采用其它的一些方法來修補(bǔ)模擬器件帶寬的不足，獲得更高的帶寬，頻響曲線自然發(fā)生變化。隨著目前各種高速信號(hào)越來越多，信號(hào)速率越來越快，對(duì)實(shí)時(shí)示波器提出了新的要求，示波器廠商的數(shù)字示波器中也出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，最顯著的是示波器通過數(shù)字信號(hào)處理技術(shù) （DSP）來得到更好的性能。DSP 就在數(shù)字示波器主要應(yīng)用包括：增強(qiáng)帶寬、更快的上升時(shí)間、增益和波形校準(zhǔn)與改善、幅度和相位的改善、光參考接收機(jī)歸一化，其中泰克的第三代示波器（DPO）就是 DSP 技術(shù)的最好體現(xiàn)。合理的利用 DSP可以提升示波器測(cè)試的信號(hào)保真度。

但是，DSP技術(shù)的使用會(huì)是每一個(gè)示波器的使用者產(chǎn)生迷惑，特別是在“帶寬是否可以通 過 DSP 可以提升”，“ 示波器的帶寬是模擬帶寬，和DSP 技術(shù)有何關(guān)系”，“當(dāng)前的示波器 帶寬到底是模擬帶寬還是DSP帶寬？”“DSP技術(shù)帶來的負(fù)面效應(yīng)是什么？”在泰克最新的TDS6804B 8GHZ帶寬的示波器中的模擬帶寬是7GHZ，通過 DSP 增強(qiáng)后的帶寬是8GHZ，為了保證每一個(gè)測(cè)試人員對(duì)這兩種方式的理解，在 TDS6804B 中可以打開和關(guān)閉 DSP 的帶寬增強(qiáng)功能。泰克將 DSP增強(qiáng)帶寬帶來的優(yōu)點(diǎn)和問題告訴每一個(gè)測(cè)試人員，幫助測(cè)試人員理解模擬帶寬和 DSP 增強(qiáng)帶寬的測(cè)試結(jié)果，更好的進(jìn)行高速信號(hào)測(cè)試。

35． 除高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器之外，還有基于其它響應(yīng)的示波器嗎？

答：示波器前置放大器的頻響特性是決定測(cè)試結(jié)果的最關(guān)鍵因素，它由模擬器件決定。關(guān)鍵在于用何種方法來獲得足夠的頻響。

36．以前在用 TDS744,TDS745 等示波器時(shí)，使用的是無源探頭(如 P6139A,帶寬 500M)。 在購(gòu)買了有源探頭(P6237)之后，從測(cè)試波形來看(特別是測(cè)高頻信號(hào)時(shí))，兩者的測(cè)試結(jié)果差異較大。從探頭參數(shù)得知，有源探頭的輸入電容<1pF，而無源探頭則為10pF 左右。這樣看來應(yīng)該是有源探頭的測(cè)試結(jié)果更能反映信號(hào)真實(shí)的情況。既然無源探頭對(duì)高頻信號(hào)衰減很大, 那么500M 的帶寬有什么意義呢? 如何根據(jù)測(cè)試情況來選擇使用有源或無源探頭？

答：您的 P6139A 探頭加上泰克的 500MHz 示波器典型帶寬值還是可以達(dá)到 500MHz，但是正如您所說，其輸入電容不同，這一電容將產(chǎn)生對(duì)于待測(cè)信號(hào)的負(fù)載效應(yīng)，造成信號(hào)振鈴，形狀發(fā)生改變，因此這個(gè)時(shí)候使用有源探頭時(shí)能反映信號(hào)的真實(shí)情況。實(shí)際上，使用探頭不光要考慮帶寬，所有這些因素我們?cè)跍y(cè)量高頻信號(hào)的時(shí)候都要考慮：帶寬/上升時(shí)間、動(dòng)態(tài)范圍、負(fù)載效應(yīng)、接地效應(yīng)、共振效應(yīng)，尤其P6139A時(shí)您還要考慮地線的影響，探頭上的接地線也會(huì)帶來振鈴，測(cè)量高頻信號(hào)的時(shí)候應(yīng)該盡量縮短地線的長(zhǎng)度。 另外，您使用的P*7是有源差分探頭，共模的影響也可能是一個(gè)因素。 選擇無源探頭主要是因?yàn)槠鋭?dòng)態(tài)范圍大，比如 P6139A 可以測(cè)量從毫伏到幾百伏的信號(hào)，而 P*7 只能測(cè)量＋－8.5V 的信號(hào)。另外有源探頭價(jià)格也是一個(gè)因素。

37．實(shí)驗(yàn)時(shí)，示波器接地線后，導(dǎo)致 MOsfet 炸掉，現(xiàn)在將示波器都剪掉了地線。這是什么原因？

答：為保證測(cè)試中的人身安全以及獲得良好的測(cè)量效果，一般示波器的所有探頭的地線都與機(jī)殼連接在一起，并連接到示波器電源線的地線。因此，您在電源中測(cè)量MOSFET 管波形的時(shí)候，如果其中任何一個(gè)點(diǎn)都不是地，就會(huì)產(chǎn)生問題，如下圖所示。

剪斷地線可以防止對(duì)MOSFET管測(cè)試中的短路問題，但是也會(huì)帶來一些其它的測(cè)試問題， 比如示波器機(jī)殼帶電，示波器機(jī)殼分布參數(shù)對(duì)測(cè)量信號(hào)造成影響等。解決的辦法是使用差分探頭，比如泰克的 P5205，可以測(cè)量所謂的2個(gè)測(cè)試點(diǎn)都不是地的差分信號(hào)。

38．用示波器抓取數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)的文本里只有當(dāng)前屏幕的數(shù)據(jù)，且是按照 resolution 為時(shí)間間隔的。如何利用軟件實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)（matlab），如何抓到更多數(shù)據(jù)？

答：泰克示波器采用壓縮屏幕的顯示風(fēng)格，即屏幕顯示的波形為采集下來的所有數(shù)據(jù)，配合 TDS5000B 的 multiViewZoom 功能，可以方便顯示所有波形。 泰克 TDS5000B，TDS6000，TDS7000B，TDS8000B 系列示波器都采用完全開放的 WINDOWS 平臺(tái)，支持當(dāng)前所有的流行工具，像Matlab，LabView，VB，VC，.NET，MicroSoft Office VBA 等等，可以靈活進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。 這些分析工具還可以直接安裝在示波器里面，構(gòu)成一臺(tái)集數(shù)據(jù)采集，分析，顯示，處理的儀 器。 單次采集更多的數(shù)據(jù)，需要示波器配備更深的存儲(chǔ)深度，象 TDS5000B 系列通用示波 器可以支持到 16M 內(nèi)存。

39． 影響示波器工作速度的因素有哪些？

答：實(shí)際上任何一臺(tái)示波器的原理都差不多，前端是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，后端是計(jì)算機(jī)處理。影響速度主要有兩方面，一是從前端數(shù)采到后端處理的數(shù)據(jù)傳輸，一般都是用 PCI 總線，此乃傳輸瓶頸, 但已有新技術(shù)可以突破；另一個(gè)是后端的處理方式，提高處理速度可以通過數(shù)據(jù)分包共享來實(shí)現(xiàn)。

40． 我們的應(yīng)用通常會(huì)捕獲 2M 甚至更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 且采樣率通常會(huì)高達(dá) 10GS/S, 但在進(jìn)行參數(shù)測(cè)試和 FFT 等分析時(shí)總是顯得很慢, 為什么？

答：處理的數(shù)據(jù)量大，速度自然會(huì)慢。要想獲得大數(shù)據(jù)量的高速實(shí)時(shí) FFT 分析，除非采用專用 FFT 處理器，但成本較高。

41．使用泰克的TDS2014數(shù)字示波器抓一個(gè)并口的時(shí)序時(shí)，總能測(cè)到能量很強(qiáng)的50Hz交流，而測(cè)不到信號(hào)，但是示波器的地和所測(cè)并口的地是一致的，怎么辦？

答：可以從以下幾方面入手：

① 檢查示波器是否很好的接地或采用隔離變壓器隔離；

② 附近是否有較強(qiáng) 50Hz 信號(hào)感應(yīng)；

③ 在較強(qiáng)干擾環(huán)境下，應(yīng)注意并口的驅(qū)動(dòng)能力及工作頻率與測(cè)試操作選擇是否合適。若只看到50Hz干擾正弦波，且波形較規(guī)則，則應(yīng)考慮并口可能未工作；

④ 檢查一下探頭尖是否損壞了；

⑤ 建議把用不著的外設(shè)都撥掉，也有可能從顯示器上來的；

⑥ 如果示波器用了很久，就要考慮底線是否正常，就是那個(gè)小夾子。 把探頭取下，用萬用表量一量。

42．要解決抗電源干擾問題，想測(cè)量總電源的干擾信號(hào)串入到弱信號(hào)放大器電源的情 形。結(jié)果，即使示波器探頭和地連在一起，都有干擾信號(hào)，不管測(cè)哪里都一樣。干擾信號(hào)是音頻。這是為什么？

答：要注意的問題有：

① 示波器的接地問題，示波器的機(jī)殼和探頭的參考地線都是連接地線的，因此良好的 接地是測(cè)量干擾的首要條件；

② 示波器參考地線引入的干擾問題，由于普通探頭通常都有一段接地線，會(huì)與待測(cè) 點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)類似環(huán)形天線的干擾路徑，引入比較大的干擾，因此要盡量減少這一干擾，可以采用的方法是將探頭帽拿掉，不使用探頭上引出的地線，而直接使用探頭尖端和探頭內(nèi)的地點(diǎn)接觸待測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量；

③ 使用差分測(cè)量的方法，消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭，比如專門針對(duì)小信號(hào)的 ADA400A 可以測(cè)量到幾百微伏，用于高速信號(hào)測(cè)量的 P7350 提供高達(dá) 5GHz 的帶寬；

④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集（Hi-Res）的信號(hào)捕獲模式，可以過濾信 號(hào)上疊加的隨機(jī)噪聲。

43．在 EMC試驗(yàn)中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)指示表短暫的指示消失現(xiàn)象，使用示波器進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)過程中示波器有屏幕整個(gè)晃動(dòng)的現(xiàn)象。試驗(yàn)的項(xiàng)目是 EFT（瞬變脈沖串抗擾度 試驗(yàn)），如何解釋和怎樣在試驗(yàn)中消除這種現(xiàn)象？

答：EFT 有時(shí)會(huì)對(duì)示波器造成干擾，造成誤觸發(fā)，可嘗試使用示波器的高頻抑制觸發(fā)模式，限制示波器帶寬等辦法。

44．為什么示波器有時(shí)候抓不到經(jīng)過放大后的電流信號(hào)？

答：如果信號(hào)的確存在，但示波器有時(shí)能抓到，有時(shí)抓不到，這可能和示波器的設(shè)置有關(guān)系。通常若您可將示波器觸發(fā)模式設(shè)置成 Normal ,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā)，并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值，然后將掃描方式設(shè)置成單次方式，如果這種方式還不行，通常儀器可能出了問題。

45．新型數(shù)字示波器怎樣用于單片機(jī)開發(fā)呢？

答：單片機(jī)電路開發(fā)過程中，一般來講所用的元件和芯片本身都沒有問題，有問題的往往是他們之間相互通信和預(yù)想的不同，單片機(jī)中，常見的總線是 SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A 和 54621D 示波器本身支持串行信號(hào)的觸發(fā)功能，可直接調(diào)試串行總線上的通信情況，另外，若您使用DSP結(jié)合MCU開發(fā)電路板，可能牽涉到軟硬件聯(lián)調(diào)，這時(shí)您可以用54621D的數(shù) 字邏輯通道連接到控制線或數(shù)據(jù)、地址線上，借以判斷在特定的操作條件或子程序運(yùn)行下， 電路是否能正常工作。而且其每通道2M點(diǎn)的存儲(chǔ)深度非常有助于分析問題的原因，觀察長(zhǎng) 時(shí)間的串行信號(hào)，觀察握手時(shí)序等。而且其放大功能，可將信號(hào)放大數(shù)萬倍以觀察細(xì)節(jié)。54621A的價(jià)格應(yīng)在US$2500左右，54621D的價(jià)格應(yīng)該在低于US$4000。

46． 新型數(shù)字示波器 54621A 和 54621D 在檢測(cè)時(shí)是否對(duì)（Inter-IC）總線的不同信號(hào)和不同速率有影響呢？

答：I2C Bus 信號(hào)一般工作速率不超過 400Kbit/s,最近也出現(xiàn)了幾 Mbit/s 的芯片，54621A 和 54621D 在設(shè)置觸發(fā)條件時(shí)，無需顧及不同速率的影響，但對(duì)其它總線，如 CAN 總線，您 先要在示波器上設(shè)置 CAN 總線當(dāng)前的實(shí)際工作速率以便示波器能正確解協(xié)議，并正確觸發(fā)。

47． 除示波器 54621A 和 54621D 外，還有什么其他儀器可以檢測(cè)和分析 Inter-IC 總線 信號(hào)？

答：想對(duì) Inter-IC 總線信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，如協(xié)議級(jí)的分析，可使用安捷倫的邏輯分析 儀，但相對(duì)來說，價(jià)格比 54621A/D 要高。

48． 數(shù)字示波器的各種觸發(fā)的應(yīng)用，比如說邊沿觸發(fā)，毛刺觸發(fā)和脈寬觸發(fā)等，它們各自適合測(cè)試那種信號(hào)？

答：① edge trigger，邊沿觸發(fā)，可設(shè)觸發(fā)電平，上升沿或下降沿。邊沿觸發(fā)也稱為基本 觸發(fā)。

② advanced trigger，即高級(jí)觸發(fā)，里面含概各種不同的觸發(fā)功能，可以根據(jù)被測(cè)信號(hào) 的特征，設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件，定位感興趣的波形。 高級(jí)觸發(fā)是電路調(diào)試的關(guān)鍵。在電路調(diào)試過程中，如果事先不了解被測(cè)信號(hào)可能的問題，可 以先使用泰克數(shù)字熒光示波器，利用 400,000/秒波形捕獲速度，迅速發(fā)現(xiàn)電路中的各種問題， 再配合不同的高級(jí)觸發(fā)功能來進(jìn)行故障的細(xì)節(jié)定位，這樣可以縮短您的調(diào)試周期。

49．關(guān)于毛刺測(cè)量，以前請(qǐng)教過相關(guān)的技術(shù)人員，得到的答復(fù)是，示波器所能捕捉的最小毛刺就是示波器的采樣速率。是否所有的示波器都遵循這一規(guī)律？此時(shí)示波器的前置 濾波器不會(huì)對(duì)它有影響嗎？

答：不能斷言所有的示波器都是這樣。比如，有些示波器達(dá)到 1GS/s，帶寬只有 60MHz，顯然，1ns 的毛刺不可能捕捉到。其實(shí)捕捉毛刺的能力除了帶寬，采樣率，還取決于波形捕獲率，即每秒能夠捕捉的波形數(shù)量，詳情請(qǐng)參見泰克關(guān)于 DPO 的應(yīng)用文章。 50． 在使用示波器時(shí)如何消除毛刺？ 答：如果毛刺是信號(hào)本身固有的，而且想用邊沿觸發(fā)同步該信號(hào)（如正弦信號(hào)），可以用高 頻抑制觸發(fā)方式，通常可同步該信號(hào)。如果信號(hào)本身有毛刺，但想讓示波器慮除該毛刺，不顯示毛刺，通常很難做到?？梢栽囍褂孟拗茙挼姆椒ǎ恍⌒目赡芤矔?huì)把信號(hào)本身慮 掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器，一般來說，使用狀態(tài)采集的方法，有些在定時(shí)方式下 采集到的毛刺，就看不到了。

49． 關(guān)于毛刺測(cè)量，以前請(qǐng)教過相關(guān)的技術(shù)人員，得到的答復(fù)是，示波器所能捕捉的最小毛刺就是示波器的采樣速率。是否所有的示波器都遵循這一規(guī)律？此時(shí)示波器的前置 濾波器不會(huì)對(duì)它有影響嗎？

答：不能斷言所有的示波器都是這樣。比如，有些示波器達(dá)到 1GS/s，帶寬只有 60MHz，顯然，1ns 的毛刺不可能捕捉到。其實(shí)捕捉毛刺的能力除了帶寬，采樣率，還取決于波形捕獲率，即每秒能夠捕捉的波形數(shù)量

50． 在使用示波器時(shí)如何消除毛刺？

答：如果毛刺是信號(hào)本身固有的，而且想用邊沿觸發(fā)同步該信號(hào)（如正弦信號(hào)），可以用高 頻抑制觸發(fā)方式，通常可同步該信號(hào)。如果信號(hào)本身有毛刺，但想讓示波器慮除該毛刺，不顯示毛刺，通常很難做到。可以試著使用限制帶寬的方法，但不小心可能也會(huì)把信號(hào)本身慮 掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器，一般來說，使用狀態(tài)采集的方法，有些在定時(shí)方式下 采集到的毛刺，就看不到了。

51． 在實(shí)際工作中，當(dāng)碰到突發(fā)的毛刺信號(hào)，如何捕捉和測(cè)試？

答：比如我們?cè)谶M(jìn)行時(shí)鐘測(cè)試時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到偶發(fā)毛刺信號(hào)，該信號(hào)將會(huì)對(duì)我們的電路產(chǎn)生 誤動(dòng)作，因此捕獲該信號(hào)成為測(cè)試的關(guān)鍵，由于事先我們無法判斷該毛刺為正還是為負(fù)，因此我們須先利用 TDS5000 示波器的數(shù)字熒光功能即快速波形捕獲模式結(jié)合無限余輝查看毛刺特征，然后利用示波器的高級(jí)觸發(fā)功能--脈寬觸發(fā)依照信號(hào)特征，如：小于正常時(shí)鐘脈 沖寬度觸發(fā)。

52． 毛刺/脈寬觸發(fā)的應(yīng)用場(chǎng)合有哪些？ 答：毛刺/脈寬觸發(fā)一般有兩種典型應(yīng)用場(chǎng)合，一是同步電路行為，如利用它來同步串行信 號(hào)，或?qū)τ诟蓴_非常嚴(yán)重的應(yīng)用，無法用邊沿觸發(fā)正確同步信號(hào)，脈寬觸發(fā)就是一個(gè)選擇；另一是用來發(fā)現(xiàn)信號(hào)中的異?，F(xiàn)象，如因干擾或競(jìng)爭(zhēng)引起的窄毛刺，由于該異常是偶發(fā)顯現(xiàn)，必須用毛刺觸發(fā)來捕獲(另一種方法是峰值檢測(cè)方式，但峰值檢測(cè)的方法有可能受其最大采 樣率的限制，同時(shí)，一般是能看，不能測(cè))。若被測(cè)對(duì)象的脈沖寬度是50ns，而且該信號(hào)沒 有任何問題，也就是說，沒有因干擾，競(jìng)爭(zhēng)等問題引起的信號(hào)畸變或更窄的，用邊沿觸發(fā)就 可同步該信號(hào)，無需使用毛刺觸發(fā)。有不少用戶將脈寬觸發(fā)設(shè)置為10ns ~ 30ns，幸運(yùn)的是，5462x和5464x是業(yè)界難得的能完成該操作的儀器。若想驗(yàn)證該10MHz方波中有無異常脈沖，包括比50ns窄很多的脈沖，就會(huì)用到脈寬或毛刺觸發(fā), 也就有可能會(huì)用到5ns的設(shè)置。

53． 安捷倫的數(shù)字示波器有沒有 DPO 功能？ 答：DPO 是一個(gè)專用名詞，只有一個(gè)示波器公司使用該名詞，安捷倫對(duì)應(yīng)的功能叫 MegaVision，和 DPO 相同之處是：①可以直接信號(hào)中的異常現(xiàn)象。②波形捕獲率遠(yuǎn)高于普 通數(shù)字存儲(chǔ)示波器。不同之處：①發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)后，MegaVision 可對(duì)該異常直接放大并觀 察信號(hào)細(xì)節(jié)。②MegaVision 示波器的實(shí)時(shí)采樣率突破 1.25GSa/s 極限，可達(dá) 2GSa/s(如 5464xA/D 示波器)甚至更高。③MegaVision 示波器是為需要深存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)合優(yōu)化的，當(dāng)示 波器存儲(chǔ)深度>10K,甚至 100K, 2M 時(shí)，其波形刷新率是業(yè)界及其領(lǐng)先的。

54． 如果依據(jù)信號(hào)上升時(shí)間確定了帶寬后，按照該帶寬確定采樣率的原則僅僅是為了實(shí) 現(xiàn)無采樣混疊誤差嗎？

答：確定帶寬后再確定采樣率，業(yè)界的一些公式，的確確定采樣率的原則是為了實(shí)現(xiàn)無采樣混疊誤差，但它是泛泛的*估說法，具體還要看您被測(cè)對(duì)象的特征，因?yàn)樽罡叩闹笜?biāo)往往是 在特定條件下給出的，未必滿足您的測(cè)試應(yīng)用。

55． 示波器如何顯示兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的波形？

答：示波器的顯示方式有多種：點(diǎn)顯示、正弦內(nèi)插顯示、直線連接顯示；示波器的缺省顯示 方式通常為矢量連接顯示方式，有的示波器僅支持直線連接方式；無論是直線連接還是正弦內(nèi)插，在兩個(gè)實(shí)際采樣點(diǎn)之間提供的信息都不是實(shí)際采集的，由于直線連接方式可能會(huì)導(dǎo)致顯示出現(xiàn)突變，如在一正弦波的波峰采集一個(gè)點(diǎn)，兩邊的波谷各采集一點(diǎn)，會(huì)顯示出三角波， 而用正弦內(nèi)插顯示出來仍是正弦波，所以，有些應(yīng)用文章中的說法是：采用直線連接，對(duì)采 樣率的要求更高，如10倍的關(guān)系(以真實(shí)再現(xiàn)波形)；采用正弦內(nèi)插，對(duì)采樣率要求稍低以 下，也有文章說，2.5 倍就可以，工程上一般說4倍以上，也有5倍，6倍的說法。

56． PCB 板上的高速信號(hào)特征：156.25MHZ 差分時(shí)鐘信號(hào)，Rise/Fall Time(20%～80 ％)<100ps，jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps),skew(+ vs.-)<20ps，請(qǐng)問需要多高帶寬的 示波器才能精確測(cè)量？測(cè)量誤差可達(dá)多少？

答：對(duì)于 156.25MHz 差分時(shí)鐘信號(hào)，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps ，若您想精確測(cè)試 該上升時(shí)間，如 3%的測(cè)試精度，0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)，若 10% 精度可接受，0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)。注意若您使用差分探頭， 您要確保，從被測(cè)點(diǎn)算起，整個(gè)示波器的帶寬是 5.6GHz, 幸運(yùn)的是目前安捷倫推出了 7GHz 帶寬的差分探頭。同時(shí)，54855A 本身的上升時(shí)間指標(biāo)實(shí)測(cè)是 65ps , 說明書上給出 72ps 的指 標(biāo)。jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps) , 要精確測(cè)量抖動(dòng)指標(biāo)，要求示波器本身的抖動(dòng)指標(biāo) 要更高，54855A 本身的觸發(fā)抖動(dòng)指標(biāo)是 1ps RMS ,比業(yè)界同類產(chǎn)品好 7 倍，另一相關(guān)指標(biāo)是 Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ]，好過同類產(chǎn)品 2 倍 以上，這和它真正使用 20GSa/s 的 A/D 有關(guān)，它消除了使用多個(gè)(10GSa/s A/D 或 5GSa/s A/D) 拼湊成一個(gè) 20GSa/s 所帶來的誤差。

57． 在選擇示波器時(shí)，一般考慮的多的是帶寬。那么，在什么情況下要考慮采樣速率？

答：取決于被測(cè)對(duì)象，在帶寬滿足的前提下，希望最小采樣間隔(采樣率的倒數(shù))能夠捕捉到 您需要的信號(hào)細(xì)節(jié)。業(yè)界有些關(guān)于采樣速率經(jīng)驗(yàn)公式，但基本上都是針對(duì)示波器帶寬得出的， 實(shí)際應(yīng)用中，最好不用示波器測(cè)相同頻率的信號(hào)。若您在選型，對(duì)正弦波，選擇示波器帶寬 是被測(cè)正弦信號(hào)頻率的 3 倍，以上，采樣率是帶寬的 4 到 5 倍，實(shí)際上是信號(hào)的 12 到 15 倍，若是其它波形，要保證采樣率足以捕獲信號(hào)細(xì)節(jié)。若您正在使用示波器，可透過以下方 法驗(yàn)證采樣率是否夠用： 將波形停下來，放大波形，若發(fā)現(xiàn)波形有變化（如某些幅值），采樣率就不夠，否則無 礙。也可用點(diǎn)顯示來分析，采樣率是否夠用。

58． 100MHz 的模擬示波器可以較清楚看到寄生波形，而 100MHz 的數(shù)字示波器卻看不 到（僅能看到波形加粗）？

答：此現(xiàn)象和示波器顯示有關(guān)，模擬示波器上看到的跡線一般較細(xì)，它通過垂直偏轉(zhuǎn)器直接 將電壓打到屏幕上，而且掃描速率和波形刷新率都很快。數(shù)字示波器是通過 A/D 將波形電 壓量化，存到內(nèi)存中，處理之后再顯示，數(shù)字示波器屏幕的顯示分辨率是有限的，通常為 640 點(diǎn)或 1000 點(diǎn)，若您將示波器的存儲(chǔ)深度(記錄長(zhǎng)度)設(shè)置成 10K 或 2M, 這意味著，要讓 內(nèi)存中 10K 或 2M 點(diǎn)的信息量通過 640 個(gè)點(diǎn)或 1000 個(gè)點(diǎn)來反映，無論算法有多好，都會(huì)帶 來一定的顯示誤差，波形加粗的程度和存儲(chǔ)深度是相關(guān)的，這些問題是數(shù)字示波器特有的問 題，另外數(shù)字示波器缺省顯示方式為矢量顯示方式，即會(huì)在兩個(gè)采樣點(diǎn)之間以線性算法，或 正弦內(nèi)插算法插入一些點(diǎn)，模擬示波器沒有這些問題。您可試著將示波器記錄長(zhǎng)度改為 500 點(diǎn)，并將矢量顯示改為點(diǎn)顯示，觀察數(shù)字示波器每次采樣實(shí)際得到的數(shù)據(jù)，調(diào)整時(shí)基，可以 清楚得看到這些點(diǎn)，即使使用矢量顯示，線會(huì)變細(xì)些。僅從儀器角度出發(fā)，另外測(cè)量小信號(hào)， 使用 1:1 得探頭得結(jié)果，可能會(huì)比 10:1 探頭更好些 。另外，模擬示波器沒有采樣率得概念， 只有掃描速率概念，使用數(shù)字示波器，采樣率很多時(shí)候需考慮。

59． 模擬和數(shù)字示波器在觀察波形的細(xì)部時(shí)，那個(gè)更有優(yōu)勢(shì)（例如：在過零點(diǎn)和峰值時(shí)， 觀察 1%以下的寄生波形）？ 答：觀察 1%以下的寄生波形，無論是模擬示波器還是數(shù)字示波器，觀察其精度都不是很好， 模擬示波器的垂直精度未必比數(shù)字示波器更高，如某 500MHz 帶寬的模擬示波器垂直精度 是+/-3%, 并不比數(shù)字示波器(通常為 1~2%精度)更具優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)細(xì)節(jié)，數(shù)字示波器的自動(dòng) 測(cè)量功能比模擬示波器的人工測(cè)量更精確。

60． 數(shù)字示波器一般提供在線顯示均方根值，它的精度一般是多少？

答：示波器的幅值測(cè)量精度，很多人用 A/D 位數(shù)來衡量，實(shí)際上，隨著您所用的示波器帶 寬，實(shí)際的采樣率設(shè)置等，會(huì)有變化，若帶寬不夠，本身帶來的幅值測(cè)量誤差就很大，若帶 寬夠了，采樣設(shè)置很高，實(shí)際的幅值測(cè)量精度就不如采樣率低的時(shí)候的精度(您有時(shí)可參考 示波器的用戶手冊(cè)，它可能會(huì)給出不同采樣率下，示波器的 A/D 實(shí)際有效位數(shù));總的來講， 示波器測(cè)量幅值，包括均方根值的精度往往不如萬用表，同樣，測(cè)量頻率，它不如頻率計(jì)數(shù) 器。