记忆示波器的采样率应如何选择 点击:10 | 回复:0



维立信测试仪器

    
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发表于:2025-04-10 14:46:03
楼主

选择记忆示波器的采样率需结合信号特性、测量需求及示波器性能,以下为具体选择策略:

示波器111.jpg

一、根据信号频率选择采样率

  1. 奈奎斯特定理基础

    • 采样率需至少为信号最高频率的 2倍(最低要求)。

    • 实际应用中,为避免混叠并保留信号细节,建议采样率达到信号最高频率的 5倍以上

    • 示例:若信号最高频率为100 MHz,采样率应至少为500 MSa/s。

  2. 信号类型差异

    • 正弦波:5倍采样率可较好还原波形。

    • 方波/脉冲信号:需更高采样率(如10倍以上)以捕捉快速上升沿和细节。

    • 高频噪声或毛刺:需更高采样率(如20倍以上)以避免遗漏。

二、结合测量需求调整采样率

  1. 瞬态信号分析

    • 需高采样率(如10倍信号频率)以捕捉毛刺、抖动等细节。

    • 示例:测量10 MHz脉冲信号时,建议使用100 MSa/s以上采样率。

  2. 周期信号分析

    • 5倍采样率可满足大部分需求,但需确保存储深度足够以记录完整周期。

  3. 眼图分析

    • 高采样率(如10倍信号频率)可提升眼图清晰度,减少抖动测量误差。

三、考虑示波器性能限制

  1. 存储深度与采样率的平衡

    • 高采样率会缩短单次采集时间(存储深度固定时)。

    • 示例:1 Mpts存储深度下,1 GSa/s采样率仅能采集1 ms信号。

  2. 实时采样与等效时间采样

    • 实时采样:需高采样率捕捉非重复信号。

    • 等效时间采样:适用于重复信号,可通过多次触发降低对采样率的需求。

四、实际应用中的经验法则

  1. 通用选择

    • 采样率 ≥ 5 × 信号最高频率。

    • 示例:测量100 MHz信号时,选择500 MSa/s以上采样率。

  2. 高精度需求

    • 采样率 ≥ 10 × 信号最高频率。

    • 示例:分析10 MHz脉冲信号的上升沿时,建议使用100 MSa/s以上采样率。

  3. 特殊信号处理

    • 数字信号:根据信号速率选择,如1 Gbps信号需5 GSa/s以上采样率。

    • 射频信号:需结合示波器带宽选择,如2 GHz带宽示波器建议使用10 GSa/s以上采样率。

五、注意事项

  1. 避免过采样

    • 过高的采样率会浪费存储资源,且可能引入噪声。

    • 示例:测量1 MHz信号时,50 MSa/s已足够,无需使用1 GSa/s。

  2. 动态调整采样率

    • 根据信号特性实时调整采样率,以平衡精度与存储深度。

  3. 验证采样率设置

    • 通过观察波形细节(如毛刺、抖动)确认采样率是否足够。



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