常用的采样示波器测量‌主要包括哪些

[导读]示波器的存储深度是指示波器单次触发所能采集和存储的采样点数量，决定了仪器能够捕获和分析信号的时间长度和细节。

常用的采样示波器测量‌主要包括以下几个方面：

‌存储深度‌：示波器的存储深度是指示波器单次触发所能采集和存储的采样点数量，决定了仪器能够捕获和分析信号的时间长度和细节。存储深度越大，示波器能够捕捉的信号时间跨度越长，细节解析能力越强。例如，泰克3系(如MDO3000系列)标配10Mpts存储深度，适用于常规信号分析;而泰克5系(如MSO5系列)标配62.5Mpts，并可选配升级至125Mpts，适用于低频信号、复杂调制信号或需要长时间趋势分析的场景‌1。

‌采样率‌：采样率是示波器性能的关键指标之一，直接影响波形的准确度和完整性。采样率是指示波器每秒钟采集的采样点数。例如，泰克3系的采样率为2.5GS/s，而泰克5系的采样率提升至6.25GS/s(插补模式下可达500GS/s)，在高频信号分析中具备显著优势‌1。

‌带宽‌：带宽是示波器的基本指标之一，定义为输入信号幅度衰减为实际幅度的70.7%时的频率点。例如，泰克3系的带宽最高可达1GHz，而泰克5系提供350MHz~2GHz可选带宽，适用于不同频率的信号分析‌1。

‌应用场景‌：示波器广泛应用于各种电子测试场景，包括电源设计与调试、嵌入式系统调试、通信协议分析等。例如，在电源设计与调试中，高存储深度的示波器能够捕获启动过程和负载瞬态响应中的细节变化;在嵌入式系统调试中，多通道同步和深度追踪功能有助于复杂通信协议的长数据包解析‌1。

示波器作为电子测试与测量的重要工具，广泛应用于各种电子设备的研发和维护过程中。为了充分发挥示波器的作用，掌握其常用的检测方法至关重要。本文将详细介绍示波器的三种主要检测方法。

电压测量法是示波器最基本的应用之一。通过使用示波器的垂直档位调整，可以方便地测量电路中的电压值。在测量时，需将示波器的探头与待测电路并联，调整垂直档位和水平时间档位，观察波形并读取电压值。这种方法适用于直流和交流电压的测量，具有直观、准确的特点。

时间测量法主要用于测量电路中的信号周期、频率、脉冲宽度等时间参数。示波器的高精度时基功能使得时间测量变得简单而准确。通过观察示波器屏幕上的波形，可以轻松确定信号的时间特征。这种方法在数字电路和模拟电路的分析中都具有重要价值。

波形观测法是示波器具有特色的检测方法。通过观测电路中的波形，可以深入了解电路的工作状态，发现潜在的问题。示波器的高带宽和高采样率保证了波形的真实性和准确性。在观测过程中，可以通过调整示波器的各种参数，如触发电平、扫描速度等，以获得最佳的观测效果。

我们通过探头给示波器输入一个信号，被测信号经过示波器前端的放大、衰减等信号调理电路后，然后高速ADC模数转换器进行信号采样和数字量化，示波器的采样率就是对输入信号进行模数转换时采样时钟的频率，通俗的讲就是采样间隔，每个采样间隔采集一个采样点。比如1GSa/s的采样率，代表示波器具备每秒钟采集10亿个采样点的能力，此时其采样间隔就是1纳秒。

对于实时示波器来说，目前普遍采用的是实时采样方式。所谓实时采样，就是对被测的波形信号进行等间隔的一次连续的高速采样，然后根据这些连续采样的样点重构或恢复波形。在实时采样过程中，很关键的一点是要保证示波器的采样率要比被测信号的变化快很多。

那么究竟要快多少呢?按照数字信号处理中的奈奎斯特(Nyquist)定律，如果被测信号带宽是有限的，那么在对信号进行采样和量化时，如果采样率是被测信号带宽的2倍以上，就可以完全重建或恢复出信号中承载的信息而不会产生混叠。

对于所有的示波器来讲，信号显示到示波器上之后，下一步就是进行相应的测量。示波器现在具备极其丰富内置测量功能，工程师能迅速分析波形的幅度和时间参数。这些基本测量的范例包括：

1、测量模拟信号

使用示波器(Oscilloscope)可以测量模拟信号的多个重要指标。以下是一些常见的示波器可以测量的信号特征：

振幅(Amplitude)：表示信号的峰值大小。示波器可以直观地显示信号的振幅。

频率(Frequency)：表示信号的周期性。通过测量信号的周期或脉冲宽度，可以确定信号的频率。

周期(Period)：表示信号一个完整周期的时间。

相位(Phase)：表示信号波形相对于参考信号的偏移量。相位通常以角度或时间延迟的形式表示。

峰峰值(Peak-to-Peak Value)：表示信号峰值与谷值之间的差异。

均方根值(RMS Value)：表示信号有效值，即等效于信号的直流值。

谐波分析：示波器可以帮助分析信号的谐波成分，显示信号中的基波和各阶谐波。