存储深度：买示波器之前一定要多问一句！
时间：2021-09-06 15:20:10
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[导读]您也许会为采样率是4G还是5G而反复纠结，但却很少关注另一个参数“存储深度”。简单算一下，当存储深度只有4Mpts时，4G采样率只能维持1ms时间的波形。不知这是否可以满足您的需求？如果您只看一小段波形（us级），不同示波器之间的区别更多在于用户体验、操作习惯和价格等因素，核心观...
您也许会为采样率是4G还是5G而反复纠结，但却很少关注另一个参数“存储深度”。简单算一下，当存储深度只有4Mpts时，4G采样率只能维持1ms时间的波形。不知这是否可以满足您的需求？如果您只看一小段波形（us级），不同示波器之间的区别更多在于用户体验、操作习惯和价格等因素，核心观测结果几乎没有区别。但如果您观察的波形时间较长（ms或者更长），小存储的示波器便无法胜任，因为从波形开始已经失真，后续的参数测量、协议解码、FFT分析等已经失去意义。
在我看来，示波器行业有两个误区：1、用户足够关注采样率，不够关注存储。很多人对于采样率是4G而不是5G耿耿于怀，却没有留意示波器最大的存储深度仅2.5Kpts。我经常开玩笑说，根据您当前测试的这些信号，您的示波器的采样率可能从来没有4G过。
2、厂家只标称最佳采样率，不标称存储深度，甚至不标称实时采样率。所有示波器厂家都会在示波器PVC面板上印上采样率（如4GSa/s）。但标称采样率只是最佳采样率，并不是实时采样率。示波器只能在极短时间内保持最佳采样，但有些示波器甚至从界面上就去掉了实时采样率的显示，这确实会误导工程师认为采样率始终不变。
绝大多数示波器是不标称存储深度的，只标称最佳采样率而不标称实时采样率，如下图所示。
参数解释示波器第一公式：存储深度=采样率X波形时间；类比电池公式：电池容量=用电速度X用电时间。电池就那么大，想要用的时间长，用电速度必须降下来；同理，示波器存储深度就那么大，想要看长时间的波形，采样率也必须下降。结论：对波形观测而言，只要带宽合适，最核心的参数便是实时采样率，而实时采样率直接由存储深度决定。
不同存储深度下的采样率和时间档位对应表
由下图可见，波形时间变长后，采样率飞速下降。我们使用不同存储的示波器测量相同的信号，可以看到如下结果：大存储下采样率仍在500MSa/s，波形细节清楚。大存储深度下波形细节清楚小存储示波器采样率已经下降至2M Sa/s，波形完全失真。
小存储深度下波形完全失真 大存储深度的核心价值Q：大存储深度只是让长时间观测波形不失真么？A：不止于此。1、故障定位对于特征明确的异常信号，几乎所有示波器都可以轻松触发。但是异常出现的频率是多少？是否有规律呢？离开大存储深度则很难找到答案。
举例：捕获224ms波形，发现脉宽最值与均值差别较大，则此信号存在脉宽偶发异常。
参数测量发现异常信号通过波形搜索轻松定位出224ms波形中一共5处异常，周期性出现，周期约为50ms。
波形搜索定位出异常信号如果存储深度不够，拉到这样的时间档位，波形早已全部失真，又怎么能定位故障呢？
2、通讯监控协议解码是调试常用的功能，但是针对通讯异常而言，解码几帧信号无济于事，只有针对几秒甚至几十秒的通讯过程进行监控，才能逐步排查异常。
大存储下的通讯协议监控如图所示，示波器记录了10.2s的CAN波形并全部解码生成事件表，我们可以将事件表导出，也可以使用上位机软件做DBC解析，将解码升华到协议层，大存储深度使解码功能产生了质变。
3、参数测量大存储意味着更多的原始数据，因此参数测量的样本点也更多。当然这也对示波器提出了很高的要求，这里比较复杂，暂时不做详细介绍。但同为参数测量，基于512M点波形和基于1M点波形结果差别还是十分明显了。
大存储的实现难点Q：示波器的大存储是不是换个存储器就行了么？A：不是的。数据量突然大了这么多，波形要重建、触发、解码、测量，同时还要保证大数据量下的流畅性，系统高负荷运作的散热问题…这些问题都是是大存储的核心难点。如果单纯加大存储，则会大幅降低使用体验。如果Autosetup需要等3s，参数测量等5s才有结果，这样的大存储用户一定不会接受。
不同品牌示波器大存储的区别各个厂家越来越重视存储深度，陆续推出大存储的示波器，那么各个品牌的大存储有什么区别呢？1、存储深度到底有多大？各个厂家都推出了大存储示波器，但各家的实际存储不尽相同，有512M、140M、12.5M、10M……，这点在购买之前一定要问清楚。
2、大存储状态下，示波器运行是否流畅高效？示波器的架构、系统能否支持其在大存储下的高效运行。假如增大存储之后需要牺牲示波器的流畅性和用户体验，那么一定要慎重考虑。最好提前找一台样机，开到最大存储测试一下，再决定是否选择。
3、有没有波形搜索等分析插件？有了海量波形只是第一步，之后还要看是否有足够多的分析手段，如果只有大存储，但是没有搜索引擎和数据分析插件，无法进行数据的挖掘分析，大存储的意义也就不复存在了。
总结整个示波器行业没有讲清楚的东西就是：- 波形时间长了，采样率一定会下降。标称采样率只是最佳采样率，真实的采样率由存储深度和时间档位决定；
- 就1G以下带宽示波器而言，绝大多数示波器高采样只能停留在2ms以内，甚至1ms以内的波形。
而大存储示波器最核心的优势在于：
- 让示波器最佳采样率发挥的时间更长，不局限看一小段波形；
- 不是抓几个典型信号去管中窥豹，而且基于大数据去深入分析。
所以，购买示波器之前一定要多问一句：存储深度多大？是标配么？
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