100個(gè)關(guān)于示波器使用的知識點(diǎn)（四）

57． 在選擇示波器時(shí)，一般考慮的多的是帶寬。那么，在什么情況下要考慮采樣速率？
答：取決于被測對象，在帶寬滿(mǎn)足的前提下，希望*小采樣間隔(采樣率的倒數)能夠捕捉到您需要的信號細節。業(yè)界有些關(guān)于采樣速率經(jīng)驗公式，但基本上都是針對示波器帶寬得出的，實(shí)際應用中，*好不用示波器測相同頻率的信號。若您在選型，對正弦波，選擇示波器帶寬是被測正弦信號頻率的 3 倍，以上，采樣率是帶寬的 4 到 5 倍，實(shí)際上是信號的 12 到 15 倍，若是其它波形，要保證采樣率足以捕獲信號細節 。若您正在使用示波器，可透過(guò)以下方法驗證采樣率是否夠用將波形停下來(lái)，放**形，若發(fā)現波形有變化（如某些幅值），采樣率就不夠，否則無(wú)礙。也可用點(diǎn)顯示來(lái)分析，采樣率是否夠用。

58． 100MHz 的模擬示波器可以較清楚看到寄生波形，而 100MHz 的數字示波器卻看不到（僅能看到波形加粗）？
答：此現象和示波器顯示有關(guān)，模擬示波器上看到的跡線(xiàn)一般較細，它通過(guò)垂直偏轉器直接將電壓打到屏幕上，而且掃描速率和波形刷新率都很快。數字示波器是通過(guò) A/D 將波形電壓量化，存到內存中，處理之后再顯示，數字示波器屏幕的顯示分辨率是有限的，通常為 6?0 點(diǎn)或 1000 點(diǎn)，若您將示波器的存儲深度(記錄長(cháng)度)設置成 10K 或 2M, 這意味著(zhù)，要讓內存中 10K 或 2M 點(diǎn)的信息量通過(guò) 6?0 個(gè)點(diǎn)或 1000個(gè)點(diǎn)來(lái)反映，無(wú)論算法有多好，都會(huì )帶來(lái)一定的顯示誤差，波形加粗的程度和存儲深度是相關(guān)的，這些問(wèn)題是數字示波器特有的問(wèn)題，另外數字示波器缺省顯示方式為矢量顯示方式，即會(huì )在兩個(gè)采樣點(diǎn)之間以線(xiàn)性算法，或正弦內插算法插入一些點(diǎn)，模擬示波器沒(méi)有這些問(wèn)題。您可試著(zhù)將示波器記錄長(cháng)度改為 500 點(diǎn) ，并將矢量顯示改為點(diǎn)顯示，觀(guān)察數字示波器每次采樣實(shí)際得到的數據，調整時(shí)基，可以清楚得看到這些點(diǎn)，即使使用矢量顯示，線(xiàn)會(huì )變細些。僅從儀器角度出發(fā)，另外測量小信號，使用 1:1 得探頭得結果，可能會(huì )比 10:1 探頭更好些 。另外，模擬示波器沒(méi)有采樣率得概念，只有掃描速率概念，使用數字示波器，采樣率很多時(shí)候需考慮。

59． 模擬和數字示波器在觀(guān)察波形的細部時(shí)，那個(gè)更有優(yōu)勢（例如：在過(guò)零點(diǎn)和峰值時(shí)，觀(guān)察 1%以下的寄生波形）？
答：觀(guān)察 1%以下的寄生波形，無(wú)論是模擬示波器還是數字示波器，觀(guān)察其精度都不是很好，模擬示波器的垂直精度未必比數字示波器更高，如某 500MHz 帶寬的模擬示波器垂直精度是+/-3%, 并不比數字示波器(通常為 1~2%精度)更具優(yōu)勢，而且對細節，數字示波器的自動(dòng)測量功能比模擬示波器的人工測量更精   確。

60． 數字示波器一般提供在線(xiàn)顯示均方根值，它的精度一般是多少？
答：示波器的幅值測量精度，很多人用 A/D 位數來(lái)衡量，實(shí)際上，隨著(zhù)您所用的示波器帶寬，實(shí)際的采樣率設置等，會(huì )有變化，若帶寬不夠，本身帶來(lái)的幅值測量誤差就很大，若帶寬夠了，采樣設置很高，實(shí)際的幅值測量精度就不如采樣率低的時(shí)候的精度(您有時(shí)可參考示波器的用戶(hù)手冊，它可能會(huì )給出不同采樣率下，示波器的 A/D 實(shí)際有效位數);總的來(lái)講，示波器測量幅值，包括均方根值的精度往往不如萬(wàn)用表，同樣，測量頻率，它不如頻率計數器。

61． 如何捕捉并重現稍縱即失的瞬時(shí)信號？
答：將示波器設置成單次采集方式(觸發(fā)模式設置成 Normal ,觸發(fā)條件設置成邊沿觸發(fā)，并將觸發(fā)電平調到適當值，然后將掃描方式設置成單次方式)，如果使用的是安捷倫5462xA/D,546?xA/D,5483xB/D,5485xA,這些儀器都支持 MegaZoom 功能，就是說(shuō)，可在觀(guān)察信號全局的同時(shí)，對局部細節進(jìn)行放大觀(guān)察，或者通過(guò)移動(dòng)屏幕的方式，或者通過(guò)雙時(shí)基顯示功能來(lái)完成。注意示波器的存儲深度將決定所能采集信號的時(shí)間，和能用到的*大采樣速率。

62． 安捷倫的哪種示波器能夠測試頻率為 500M 的載波信號？
答：如果僅測載波信號本身，通常載波信號為正弦波，推薦使用 1.5GHz 示波器(安捷倫 54845B),使用 BNC 電纜連接被測對象，可得到~94.6%的上升時(shí)間測量精度。若必須使用探頭，推薦使用 1157A 有源探頭(2.5GHz 帶寬)。如果使用 500MHz 帶寬的示波器，即使使用 BNC 電纜，*好情況下得到的幅度測量誤差是 29.3%,上升時(shí)間測量精度是 58.6%。

63． 示波器標稱(chēng)為 60MHZ，是否可以理解為它*大可以測到 60MHZ？
答：60MHz 帶寬示波器，并不意味著(zhù)可以很好地測量 60MHz 的信號，根據示波器帶寬的定義，如果輸入峰峰值為 1V 的 60MHz 的正弦波到 60MHz 帶寬的示波器上，從示波器上將看到 0.707V 的信號(30%幅值測量誤差)。

64． 用標稱(chēng)為 60MHZ 的示波器測 4.1943MHZ 的方波時(shí)測不到，為什么？
答：如果要測試的是方波，選擇示波器的參考標準是信號的上升時(shí)間，若示波器帶寬＝0.35/信號上升時(shí)間* 3，則上升時(shí)間測量誤差為 5.4%左右。
示波器的探頭帶寬也很重要，如果使用的示波器探頭包括其前端附件構成的系統帶寬很低，將會(huì )使示波器帶寬大大下降。如若您使用 20MHz 帶寬的探頭，則能實(shí)現的*大帶寬是 20MHz。如果在探頭前端使用連接導線(xiàn)，會(huì )進(jìn)一步降低探頭性能(但對~4MHz 方波，不應有太大影響，因為速度不是很快) 。另外，查看一下示波器使用手冊，有的廠(chǎng)家新推出的示波器，在 1:1 設置下，其實(shí)際帶寬將銳減到<=6MHz,對于~4MHz 的方波，其三次諧波是 12MHz,其五次諧波是 20MHz,若帶寬降到 6MHz,對信號幅值衰減很大，即使能看到信號，也優(yōu)良不是方波，而是幅值被衰減了的正弦波。當然，測不出信號的原因可能有多種，如探頭接觸不好，但該現象很容易被排除。建議可以用 BNC 電纜連接一函數發(fā)生器，檢驗該示波器本身有沒(méi)有問(wèn)題，探頭有沒(méi)有問(wèn)題，如有問(wèn)題，可和廠(chǎng)家直接聯(lián)系。

65． 怎樣測量時(shí)鐘的穩定度？
答：假設使用的是 5483xB/D、548xxA 、5484xB 或 5485xA ，可以用其標準配置的直方圖方式測量，其時(shí)鐘邊沿或幅值的抖動(dòng)情況，具體可參見(jiàn)安捷倫的應用文章：“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988－6109EN)，可測量其*壞情況下的抖動(dòng)情況。對于 5485xA,若您希望更加強大的抖動(dòng)分析功能，其配有專(zhuān)門(mén)的抖動(dòng)分析軟件，提供功能十分強大的抖動(dòng)分析，具體可參見(jiàn) 5485x 示波器的 Datasheet，更詳細的信息，可致電安捷倫。

66． 使用安捷倫示波器精   確測量 PLL 中周期抖動(dòng)有什么方法和技巧？
答：如果用的是 5483xB/D、548xxA 、5484xB 和 5485xA , 可以用其標準配置的直方圖方式測量，其時(shí)鐘邊沿或幅值的抖動(dòng)情況，具體可參見(jiàn)安捷倫的應用文章“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988－6109EN)，可測量其*壞情況下的抖動(dòng)情況。對于 5485xA，如果希望更加強大的抖動(dòng)分析功能，其配有專(zhuān)門(mén)的抖動(dòng)分析軟件，提供功能十分強大的抖動(dòng)分析，提醒在使用示波器時(shí)，要注意其本身的抖動(dòng)相關(guān)指標是否滿(mǎn)足測試需求，如示波器本身的觸發(fā)抖動(dòng)指標等，同時(shí)要注意使用不同的探頭和探頭連接附件時(shí)，若不能保證示波器的系統帶寬，測量結果會(huì )不準確。

67． 如何使用安捷倫示波器測量 PLL 的 Settle time？
答：可使用安捷倫 548xx 系列示波器+USB-GPIB 82357A 適配器+軟件選件 來(lái)完成。也可使用安捷倫的較低價(jià)位的調制域分析儀來(lái)完成。

68． 設計一個(gè) PLL,，如何測量 PFD(頻率鑒相器)的死區?
答：可以將示波器的一個(gè)通道連接到參考信號，另一通道連到反饋信號，設置示波器的觸發(fā)條件為建立保持時(shí)間觸發(fā)，這時(shí)，在調整示波器建立保持時(shí)間設置的同時(shí)，調整參考信號，直到失鎖，這時(shí)的建立保持時(shí)間設置就對應您的 PFD 死區。理論上，認為失鎖會(huì )在兩個(gè)時(shí)刻發(fā)生，一是在初始工作時(shí)間，兩個(gè)信號相差(頻差)超過(guò) PLL 的捕捉帶寬；另一始在跟蹤過(guò)程種，反饋信號變化過(guò)大，使兩個(gè)信號相差超過(guò) PLL的跟蹤帶寬會(huì )失鎖。安捷倫所有 548xx 系列示波器都可完成該測量(在帶寬滿(mǎn)足的前提下)。

69． 使用安捷倫設備如何測試光信號？
答：安捷倫有全套測試方案測量光信號，從光源、光譜儀、光萬(wàn)用表、光示波器、光波長(cháng)計等，如果想用實(shí)時(shí)示波器測量光信號，可使用光電轉換器結合示波器完成測量。

70． 如何使用示波器測量電源紋波？
答：可以先用示波器將波形整個(gè)波形捕獲，然后將關(guān)心的紋波部分放大來(lái)觀(guān)察和測量(自動(dòng)測量或光標測量)，同時(shí)還利用示波器的 FFT 功能從頻域分析。通常若不太清楚被測對象細節(幅值，頻率等)的情況下，可使用”AutoScale”按鈕，觀(guān)察到信號的大概 ，再調整水平控制旋鈕和垂直控制旋鈕，以得到*佳的顯示(如，幅值盡量滿(mǎn)屏顯示)，再用 Zoom 功能將波形作滿(mǎn)平放大顯示，測電源紋波時(shí)，可將紋波部分用 Zoom 功能放大來(lái)分析；另外，可能會(huì )考慮從頻域角度分析電源，觀(guān)察其諧波和雜波情況，為此，可讓示波器顯示盡量多個(gè)周期信號，將示波器的存儲深度僅可能用到*大，采樣率設置成適當的數值，以保證波形不失真，這樣得到的頻率分辨率為采樣率除以當前存儲深度設置，觀(guān)察各次諧波及其與基波的幅度差。另外，若使用 MatLab 軟件，可利用 MatLab 軟件的強大功能對捕獲的信號數據進(jìn)行更加深入的分析。546xx、548xx 都標準配置有和計算機相連的軟件，直接將數據取到計算機中，以進(jìn)一步分析，當然，也可將 Matlab 軟件直接裝到 548xx 中。若已經(jīng)知道電路的參數,可直接調整示波器設置，讓其工作在合適的采樣率和垂直刻度下。