示波器是電子工程師必備工具之一,常使用在電路設(shè)計(jì)、PCB制造、電子設(shè)備維修等場(chǎng)景中。示波器如此重要,選購(gòu)時(shí)需要注意什么呢?下面我們一起來(lái)看看選擇示波器要考量的10個(gè)因素。1、頻寬頻寬決定了示波器量測(cè)類比訊號(hào)的能力,這決定了儀器可以準(zhǔn)確量測(cè)的最大頻率。頻寬也是價(jià)格的關(guān)鍵的決定因素。選擇示波器前先確定您的需求。例如,100 MHz的示波器通常可保證在100MHz下具有少于30%的衰減。為了確保優(yōu)于2%的振幅準(zhǔn)確度,輸入應(yīng)該低于20MHz。當(dāng)選擇頻寬時(shí),請(qǐng)使用「五倍規(guī)則」。示波器頻寬大于或等于您想要的最大頻率的五倍,如果頻寬太低,您的示波器將無(wú)法解析高頻率的變化。
基本示波器的范圍通常為50 MHz至200 MHz。如果您需要更多的頻寬,則可使用更高效能示波器,以涵蓋350 MHz以上,可達(dá)數(shù)十個(gè)GHz的范圍。2、取樣率取樣率(每秒取樣數(shù))是示波器取樣訊號(hào)的速率,類似于攝影機(jī)的訊框率;這決定了示波器能擷取多少波形細(xì)節(jié)。同樣地,我們建議採(cǎi)用「五倍法則」:使用至少5倍于您電路最高頻率分量的取樣率。大多數(shù)的基本示波器皆具有1至2 GS/s的(最大)取樣率。請(qǐng)記住,基本示波器擁有高達(dá)200MHz的頻寬,所以示波器設(shè)計(jì)人員通常會(huì)在最大頻寬下,以5至10倍超取樣來(lái)設(shè)計(jì)示波器。
取樣的速度越快,就會(huì)遺失越少的信息,以及示波器將能更有效地呈現(xiàn)待測(cè)訊號(hào);但是,這也會(huì)越快填滿內(nèi)存,也連帶限制了可以擷取數(shù)據(jù)的時(shí)間。大多數(shù)的入門級(jí)示波器擁有1至2 GS/s的最大取樣率,而中階示波器則可有5至10 GS/s的最大取樣率。3、足夠的輸入通道和正確的通道示波器使用類比通道來(lái)儲(chǔ)存并顯示訊號(hào),在一般情況下,越多通道越好,盡管增加通道即會(huì)增加價(jià)格。是否要選擇2個(gè)或4個(gè)類比通道將取決于您的應(yīng)用。例如,您可使用兩個(gè)通道來(lái)比較分量的輸入和輸出。四個(gè)類比通道則可讓您比較更多的訊號(hào),并提供更大的靈活性,以數(shù)學(xué)方式來(lái)結(jié)合通道(例如,相乘可取得功率,或相減可取得差動(dòng)式訊號(hào))。但要注意:您開啟的通道數(shù)量可能會(huì)降低取樣率。
4、相容的探棒良好的量測(cè)始于探棒頭。示波器和探棒是作為一個(gè)系統(tǒng)搭配使用,所以在選擇示波器時(shí)一定要考慮探棒。在量測(cè)期間,探棒實(shí)際上即成為電路、引入電阻、電容和電感負(fù)載(改變量測(cè))的一部分。為了盡可能地減少影響,最好使用示波器搭配的專門探棒。各種相容的探棒將可讓您在更多的應(yīng)用中使用您的示波器。另外,選擇具有足夠頻寬的被動(dòng)式探棒也很重要,探棒的頻寬應(yīng)該與示波器的頻寬相符。
探棒的分類:
被動(dòng)式探棒:被動(dòng)式探棒具有10倍衰減,會(huì)呈現(xiàn)電路的受控制阻抗和電容,并適用于大多數(shù)接地參考的量測(cè),大多數(shù)示波器均隨附此種探棒。針對(duì)每個(gè)輸入通道,您將需要備一個(gè)被動(dòng)式探棒。高電壓差動(dòng)式探棒:差動(dòng)式探棒可讓接地參考的示波器進(jìn)行安全、準(zhǔn)確的浮動(dòng)和差動(dòng)式量測(cè)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該都至少擁有一個(gè)!邏輯探棒:邏輯探棒會(huì)提供數(shù)位訊號(hào)至混合訊號(hào)示波器的前端,包括「浮動(dòng)引線」與專為連接至電路板上微小測(cè)試點(diǎn)所設(shè)計(jì)的配件。電流探棒:若增加電流探棒,可讓示波器量測(cè)電流,當(dāng)然,還能讓示波器計(jì)算并顯示瞬時(shí)功率。5、觸發(fā)觸發(fā)功能可提供穩(wěn)定的顯示畫面,讓您能在復(fù)雜波型的特定部分上調(diào)整歸零。所有的示波器皆可提供邊緣觸發(fā)功能,且大多數(shù)均可提供脈沖寬度觸發(fā)功能。而示波器可用的觸發(fā)選項(xiàng)范圍越寬,示波器越靈活(您將會(huì)更快找出問(wèn)題的根源!)
6、記錄長(zhǎng)度記錄長(zhǎng)度是完整波型記錄中的點(diǎn)數(shù)。在一般情況下,示波器僅能儲(chǔ)存有限數(shù)量的取樣,所以,記錄長(zhǎng)度越大越好。擷取的時(shí)間=記錄長(zhǎng)度/取樣率所以,若具有1M點(diǎn)的記錄長(zhǎng)度,且取樣率為250 MS/s時(shí),示波器將可擷取4 ms。良好的基本示波器一般儲(chǔ)存超過(guò)2,000點(diǎn),這對(duì)穩(wěn)定的正弦波訊號(hào)(可能需要500點(diǎn))而言已綽綽有余。但要找出復(fù)雜的數(shù)位資料流中的時(shí)序異常原因,則應(yīng)考慮1M點(diǎn)以上的記錄長(zhǎng)度。
具有記錄長(zhǎng)度為數(shù)百萬(wàn)點(diǎn)的示波器可以顯示出許多訊號(hào)活動(dòng)的畫面,對(duì)研究復(fù)雜的波型而言是必不可少的功能。7、自動(dòng)量測(cè)及分析自動(dòng)化波型量測(cè)可讓您更輕松地獲得準(zhǔn)確的數(shù)值讀數(shù)。大多數(shù)的示波器皆提供了前面板按鈕和/或螢?zāi)皇焦δ鼙恚赃M(jìn)行準(zhǔn)確的自動(dòng)化量測(cè),包括振幅、週期和上升/下降時(shí)間。許多數(shù)位示波器還提供了平均值和RMS計(jì)算、工作周期和其他數(shù)學(xué)運(yùn)算。比如通道運(yùn)算功能讓您可對(duì)波型進(jìn)行加、減和乘等運(yùn)算。使用波型相乘功能將電壓和電流相乘即可獲得功率值;使用減法功能則可粗略估計(jì)差動(dòng)式量測(cè)。快速傅立葉變換(FFT)功能將可讓您查看擷取波型的頻率頻譜。8、易于操作示波器應(yīng)易于操作非常重要,即使是偶爾使用。易于操作的標(biāo)準(zhǔn)包括:
常用的調(diào)整功能應(yīng)該擁有專門的旋鈕。
AUTOSET和/或DEFAULT按鈕將可用于即時(shí)設(shè)定。
示波器應(yīng)對(duì)不斷變化的事件能快速響應(yīng)和反應(yīng)。
示波器應(yīng)可支持您的語(yǔ)言,包括功能表系統(tǒng)、內(nèi)建的說(shuō)明、手冊(cè)和合適的前面板說(shuō)明。
9、連接性直接將示波器連接至電腦或透過(guò)可攜式媒體傳輸資料,可讓您進(jìn)行進(jìn)階的分析,并簡(jiǎn)化記錄和分享成果。比如許多示波器均可產(chǎn)生JPG、BMP或PNG文件,輕松地納入資料。許多示波器均隨付軟件,或使其可用于下載,以協(xié)助擷取螢?zāi)划嬅妗⑹占ㄐ唾Y料或儲(chǔ)存儀器設(shè)定。還有些示波器提供了VGA輸出,讓您連接外部顯示器以便于檢視。選示波器時(shí),可看看有哪些功能是您需要的,現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)程式可為您節(jié)省顯著的時(shí)間和精力。
10、串列匯流排解碼大多數(shù)系統(tǒng)級(jí)(電腦到電腦)通訊均是在串列資料連結(jié)上傳輸。即使在現(xiàn)今的電路板上,大部分的芯片對(duì)芯片資料仍是在串列匯流排上傳輸。有些示波器能夠解碼串列匯流排,并顯示資料時(shí)間相關(guān)的其他波型。相較于手工解碼,自動(dòng)解碼耗時(shí)少得多且不易出錯(cuò)。除了解碼,某些示波器還提供觸發(fā)和搜尋串列資料值的能力。這些功能有助于加速疑難排解的程序。
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