示波器是電子工程師必備工具之一,常使用在電路設計、PCB制造、電子設備維修等場景中。示波器如此重要,選購時需要注意什么呢?下面我們一起來看看選擇示波器要考量的10個因素。
1、頻寬
頻寬決定了示波器量測類比訊號的能力,這決定了儀器可以準確量測的最大頻率。頻寬也是價格的關鍵的決定因素。
選擇示波器前先確定您的需求。例如,100 MHz的示波器通??杀WC在100MHz下具有少于30%的衰減。為了確保優于2%的振幅準確度,輸入應該低于20MHz。
當選擇頻寬時,請使用「五倍規則」。示波器頻寬大于或等于您想要的最大頻率的五倍,如果頻寬太低,您的示波器將無法解析高頻率的變化。
基本示波器的范圍通常為50 MHz至200 MHz。如果您需要更多的頻寬,則可使用更高效能示波器,以涵蓋350 MHz以上,可達數十個GHz的范圍。
2、取樣率
取樣率(每秒取樣數)是示波器取樣訊號的速率,類似于攝影機的訊框率;這決定了示波器能擷取多少波形細節。
同樣地,我們建議采用「五倍法則」:使用至少5倍于您電路最高頻率分量的取樣率。
大多數的基本示波器皆具有1至2 GS/s的(最大)取樣率。請記住,基本示波器擁有高達200MHz的頻寬,所以示波器設計人員通常會在最大頻寬下,以5至10倍超取樣來設計示波器。
取樣的速度越快,就會遺失越少的信息,以及示波器將能更有效地呈現待測訊號;但是,這也會越快填滿內存,也連帶限制了可以擷取數據的時間。
大多數的入門級示波器擁有1至2 GS/s的最大取樣率,而中階示波器則可有5至10 GS/s的最大取樣率。
3、足夠的輸入通道和正確的通道
示波器使用類比通道來儲存并顯示訊號,在一般情況下,越多通道越好,盡管增加通道即會增加價格。
是否要選擇2個或4個類比通道將取決于您的應用。例如,您可使用兩個通道來比較分量的輸入和輸出。四個類比通道則可讓您比較更多的訊號,并提供更大的靈活性,以數學方式來結合通道(例如,相乘可取得功率,或相減可取得差動式訊號)。
但要注意:您開啟的通道數量可能會降低取樣率。
4、相容的探棒
良好的量測始于探棒頭。示波器和探棒是作為一個系統搭配使用,所以在選擇示波器時一定要考慮探棒。
在量測期間,探棒實際上即成為電路、引入電阻、電容和電感負載(改變量測)的一部分。為了盡可能地減少影響,最好使用示波器搭配的專門探棒。各種相容的探棒將可讓您在更多的應用中使用您的示波器。
另外,選擇具有足夠頻寬的被動式探棒也很重要,探棒的頻寬應該與示波器的頻寬相符。
探棒的分類:
被動式探棒:被動式探棒具有10倍衰減,會呈現電路的受控制阻抗和電容,并適用于大多數接地參考的量測,大多數示波器均隨附此種探棒。針對每個輸入通道,您將需要備一個被動式探棒。
高電壓差動式探棒:差動式探棒可讓接地參考的示波器進行安全、準確的浮動和差動式量測。每個實驗室應該都至少擁有一個!
邏輯探棒:邏輯探棒會提供數位訊號至混合訊號示波器的前端,包括「浮動引線」與專為連接至電路板上微小測試點所設計的配件。
電流探棒:若增加電流探棒,可讓示波器量測電流,當然,還能讓示波器計算并顯示瞬時功率。
5、觸發
觸發功能可提供穩定的顯示畫面,讓您能在復雜波型的特定部分上調整歸零。
所有的示波器皆可提供邊緣觸發功能,且大多數均可提供脈沖寬度觸發功能。而示波器可用的觸發選項范圍越寬,示波器越靈活(您將會更快找出問題的根源!