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数字示波器的技术性能指标
评价数字示波器技术性能的主要指标包括带宽、采样率、存储深度、触发能
力和波形处理性能 5 项。实际上还有一系列技术指标,诸如:上升时间、垂直灵
敏度、垂直灵敏度误差、垂直分辨率、扫速、扫速误差、触发灵敏度、触发晃动,
还有输入阻抗、共模抑制比、通道隔离度和一些瞬态响应等。作为使用者关心的
应该是前面 5 项主要技术指标,因为如果这 5 项指标能到到要求,那么其他一系
列指标也会相应满足要求。
1、带宽(BW)
若示波器输入不同频率的等幅正弦信号,当屏幕上对应显示的幅度随频率变
化而下跌 3dB 时,其频率范围即为频带带宽,单位为 MHz 或 GHz。这实际上是垂
直通道放大器等电路的带宽,也称模拟带宽,这与模拟示波器类同。当今微电子
技术制作宽带放大器不太困难,而制作超高采样速率的 A/D 转换器有较大的难度,
因此在 DSO 中更关注的是数字实时带宽。
在 DSO 中两种与采样速率相关的带宽。
①等效带宽:是指用 DSO 测量重复信号(周期性信号)时的带宽,也称重复
带宽。由于使用了非实时等效采样(随机采样或顺序采样)来重构伪波形,因此
等效带宽可以做得很宽,有的达几十 GHz。
②单次带宽:也称有效存储带宽(USB),是指用 DSO 测量单次信号时,能完
整地显示被测波形的带宽。实际上,一般 DSO 模拟通道硬件的带宽是足够的,主
要受波形上采样点数量的限制。因此,单次带宽一般只与采样速率和波形重组的
方法有关,上式给出了这种关系。
当 DSO 的采样速率足够高,如高于标称带宽的 4~5倍以上时,它的单次带
宽和等效带宽(这时不必非实时采样了)是一样的,称为数字实时带宽。
2、采样速率
采样速率通常指 DSO 进行 A/D 转换的最高速率,是单位时间内对输入模拟信
号的采样次数,单位为 MSa/s 或 GSa/s(千兆次每秒)。采样率越高,采样间隔
越密,波形失真越小,连信号中的毛刺、尖峰干扰都能采集到。现代 DSO 的最高
采样速率已可达 120GSa/s 以上。
在 DSO 的使用中,实际采样速率是随选用扫速变化而变化的。其最高采样速