以下文章來源于硬件精選筆記 ，作者DTDZ

示波器測(cè)量信號(hào)的精度和準(zhǔn)確性主要取決于示波器的四大參數(shù)：帶寬、采樣率、存儲(chǔ)深度和波形捕獲率，示波器的價(jià)格也主要取決于這些參數(shù)的高低。那你都了解他們是什么含義嗎？

圖1 示波器的四大參數(shù)

①帶寬

示波器的帶寬表示示波器所能準(zhǔn)確測(cè)量信號(hào)的最高頻率，但此時(shí)的信號(hào)幅值其實(shí)已經(jīng)衰減到原信號(hào)幅值的0.707倍了，因此在選擇帶寬時(shí)，一般讓示波器的帶寬至少是被測(cè)信號(hào)頻率的5倍。帶寬越寬所能測(cè)量的信號(hào)的頻率也就越寬。

如果我們用帶寬是100MHz的示波器去測(cè)量頻率同樣為100MHz的方波信號(hào)時(shí)，會(huì)發(fā)生什么呢？

其實(shí)測(cè)量到的波形會(huì)變成正弦波，我們都知道方波其實(shí)是由正弦波（基波）加上它的奇次諧波分量所組成的，公式如下：

圖2 方波的表達(dá)式

圖3 方波由基波加正弦波組成

從公式可以看出，正弦波（基波）的頻率與方波的頻率一致都為100MHz，而3次諧波、5次諧波的頻率依次為300MHz、500MHz，而示波器的頻率只有100MHz，因此只能準(zhǔn)確的測(cè)量到基波（也就是正弦波），從而使的測(cè)到的波形嚴(yán)重失真。

②采樣率

采樣率是指示波器每秒采集的樣本數(shù)量，單位通常是Sa/s（采樣次數(shù)每秒）或GS/s（十億次采樣每秒）。根據(jù)香農(nóng)定理，為了避免波形混疊，采樣率應(yīng)該大于被測(cè)信號(hào)頻率的兩倍。在實(shí)際應(yīng)用中，采樣率至少需要大于帶寬的兩倍，以確保能夠捕捉到信號(hào)的所有細(xì)節(jié)。

采樣率越大，相同時(shí)間采集到的樣本點(diǎn)數(shù)量也就越多，下圖展示了不同的采樣率對(duì)采集到的波形的影響。

圖4 不同采樣率對(duì)采集到的波形的影響

圖4中黑色的點(diǎn)代表采樣點(diǎn)，藍(lán)色的線代表采樣得到的波形，可以看出：采樣率越高，采集的點(diǎn)越多，得到的波形越接近真實(shí)的波形。

③存儲(chǔ)深度

存儲(chǔ)深度表示示波器能夠存儲(chǔ)的采樣點(diǎn)數(shù)量，單位通常是Mpts（百萬點(diǎn)）。存儲(chǔ)深度與記錄時(shí)間長(zhǎng)度和采樣率有關(guān)，存儲(chǔ)深度=捕獲時(shí)間長(zhǎng)度×當(dāng)前采樣率。

圖5 示波器的存儲(chǔ)深度

按照?qǐng)D5所示，如果此時(shí)示波器的采樣率為2.5GS/s，選擇存儲(chǔ)深度為最大10M，則在這種設(shè)置下，示波器所能存儲(chǔ)波形的時(shí)間為：t=10M/2.5G=4ms（注：1G=1000M），也就是此時(shí)示波器只能采集4ms的波形。這還是在選擇最大存儲(chǔ)深度的情況下，顯然這不符合我們的實(shí)際測(cè)試需求。實(shí)際上，2.5GS/s是這個(gè)示波器的最大采樣率，而實(shí)際的采樣率示波器會(huì)根據(jù)時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整，如下圖所示的示波器此時(shí)的采樣率為25M次/秒。

圖6 示波器的實(shí)際采樣率會(huì)根據(jù)時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整

存儲(chǔ)深度越大，則在相同的時(shí)間里，就可以設(shè)置更高的采樣率，從而使采集的波形更精確。如果采樣率設(shè)置為一個(gè)定值，那么我們?nèi)菀字溃?dāng)存儲(chǔ)深度越大，就可以存儲(chǔ)更長(zhǎng)時(shí)間的波形。如下圖所示，觸發(fā)點(diǎn)一般在示波器最上方的中間位置，在前一篇文章的屏幕詳解里已經(jīng)做過了介紹，存儲(chǔ)深度越大，觸發(fā)點(diǎn)前后的波形就越長(zhǎng)。

圖7 示波器存儲(chǔ)深度

④波形捕獲率

波形捕獲率是示波器每秒鐘重構(gòu)波形的次數(shù)。當(dāng)示波器采集到樣本點(diǎn)后，就需要對(duì)這些樣本點(diǎn)進(jìn)行波形重構(gòu)，也就是將采集到的點(diǎn)重構(gòu)成連續(xù)的波形。在這個(gè)重構(gòu)的過程中，示波器是不采集信號(hào)的，因此就會(huì)漏失掉在波形重構(gòu)期間的數(shù)據(jù)點(diǎn)。波形捕獲率越高，說明每秒鐘重構(gòu)波形的次數(shù)越多，波形重構(gòu)的時(shí)間也就越短，漏失掉的數(shù)據(jù)點(diǎn)也就越少。被測(cè)信號(hào)中的偶發(fā)異常信號(hào)就越容易被捕捉到，如下圖所示。

圖8 低的波形捕獲率更難采集到偶發(fā)異常信號(hào)

不同價(jià)格的示波器主要是受這四大參數(shù)高低的影響，除此之外，還受到示波器測(cè)量通道數(shù)量（一般為2通道或者4通道）、有無內(nèi)置信號(hào)源等的影響。