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示波器的采样率及存储深度
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安泰测试维修 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2019-12-02 18:49:03 楼主

示波器都具有一定的带宽、采样率和存储深度,正确的选择具有合适的带宽、采样率和存储深度的示波器,才能保证波形测量的准确性。

例如下面的这一款采样率2.5GS/s、带宽500MHz示波器。

记录长度:62.5MPoints

采样率:1.25GS/s,单通道。

带宽:500MHz


1、采样率S

采样率是示波器内部的ADC每秒采样的点数,其倒数1/S就是二次采样的时间间隔。为了避免信号的混叠,信号频率必须小于1/2采样频率,也就是采样率应该大于波形频率的2倍,示波器一般采样率是带宽的5倍,比如500M带宽的示波器,使用2.5G采样率。

2、存储深度

如果设定了示波器的时基,也就是示波器横坐标每大格的时间,满屏格数为10,那么满屏时间TFull=格数*时基,若时基为1ms/格,满屏时间就是10ms。

满屏时间是示波器抓取波形的总时间,也就是时域波形所记载的时间长度。示波器的存储深度为:

H=TFull*S

通常示波器觉有最大存储深度,如果记录波形长度达到最大存储深度,随着TFull增加、也就是存储波形的时间增加,示波器的采样率S会自动下降,采样率降低,所得到波形就有可能失真。


图1:时基10ms/格,采样率62.5MS/s,存储深度6.25M


图2:时基1ms/格,采样率625MS/s,存储深度6.25M


图3:时基500us/格,采样率1.25GS/s,存储深度6.25M

由图1、图2和图3,时基为500us/格,使用系统的采样率1.25GS/s;时基大于500us/格,随着时基增大,采样率减小,采样率和满屏时间的乘积保持不变,为系统最大的存储深度。

由图4和图5,时基为200us/格,系统将使用插入采样率,随着时基的减小,插入采样率不断增大。时基降到为5us/格时,插入采样率达到最大值125GS/s,存储深度保持不变。


图4:时基200us/格,插入采样率3.125GS/s,存储深度6.25M


图5:时基5us/格,插入采样率125GS/s,存储深度6.25M

由图6和图7到图10,时基减小到2us/格,然后继续减小时,插入采样率不再变化,保持最大的插入采样率125GS/s,但存储深度不断减小,存储深度依然满足上述公式。


图6:时基2us/格,插入采样率125GS/s,存储深度2.5M


图7:时基1us/格,插入采样率125GS/s,存储深度1.25M


图8:时基500ns/格,插入采样率125GS/s,存储深度625K


图9:时基50ns/格,插入采样率125GS/s,存储深度62.5K

图10、图11和图12,可以看到:随着时基最大,采样率下降,采样点间隔明显变大,对于变化速度非常快的高频信号的上升、下降沿,要想测量到更真实的信号,必须保证合适的采样率。


图10:时基1ms/格展开波形


图11:时基500us/格展开波形


图12:时基50us/格展开波形

时域的波形同样可以在频域进行傅里叶变化,1/TFull:频域内,频带的最小步长,也就是最小频率间隔,对于方波,一阶到二阶滚降的转折点频率为:max(1/3.14*Tr,1/3.14*Tf),Tr、Tf为上升沿和下降沿时间。本文由西安安泰仪器维修中心网整理发布,更多有关示波器维修知识欢迎访问西安安泰仪器维修网。


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