示波器使用
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2018-01-11
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示波器的採樣率和存儲深度
李軍
美國力科公司深圳代表處
帶寬、採樣率和存儲深度是數位示波器的三大關鍵指標。相對于工程師們對示波器帶寬
的熟悉和重視，採樣率和存儲深度往往在示波器的選型、評估和測試中為大家所忽視。這篇
文章的目的是通過簡單介紹採樣率和存儲深度的相關理論結合常見的應用幫助工程師更好
的理解採樣率和存儲深度這兩個指標的重要特徵及對實際測試的影響，同時有助於我們掌握
選擇示波器的權衡方法，樹立正確的使用示波器的觀念。
在開始瞭解採樣和存儲的相關概念前，我們先回顧一下數位存儲示波器的工作原理。
圖 1 數位存儲示波器的原理組成框圖
輸入的電壓信號經耦合電路後送至前端放大器，前端放大器將信號放大，以提高示波器
的靈敏度和動態範圍。放大器輸出的信號由取樣/保持電路進行取樣，並由 A/D 轉換器數位
化，經過 A/D 轉換後，信號變成了數位形式存入記憶體中，微處理器對記憶體中的數位化
信號波形進行相應的處理，並顯示在顯示幕上。這就是數位存儲示波器的工作過程。
採樣、採樣速率
我們知道，電腦只能處理離散的數位信號。在類比電壓信號進入示波器後面臨的首要問
題就是連續信號的數位化（模/數轉化）問題。一般把從連續信號到離散信號的過程叫採樣
（sampling）。連續信號必須經過採樣和量化才能被電腦處理，因此，採樣是數位示波器作
波形運算和分析的基礎。通過測量等時間間隔波形的電壓幅值，並把該電壓轉化為用八位元
二進位碼表示的數位資訊，這就是數位存儲示波器的採樣。採樣電壓之間的時間間隔越小，
那麼重建出來的波形就越接近原始信號。採樣率（sampling rate）就是採樣時間間隔。比如，
如果示波器的採樣率是每秒 10G 次（10GSa/s），則意味著每 100ps 進行一次採樣。
圖 2 示波器的採樣
放大器
时基
显示处理器
模数转化
8
采集内存
触发
取样和保持
信号
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