选用示波器所需考虑的10大要素

围，往往以「2^b」表示信号数字化的可能离散程度，其中「b」即为示波器分辨率。输入范围是依2^b 个步进而划分，而「输入范围/2^b」则为示波器所能侦测的最小电压。举例来说，8 位示波器可将10Vpp 输入范围切割成2⁸ = 256 级，每级39 mV；24 位示波器可将10 Vpp 输入范围切割成2²⁴ = 16,777,216 等级，每级596 nV (约为8 位的1/65,000)。

选用高分辨率示波器的原因之一，就是要测量更小信号。有时我们不禁有所一问：为什么不使用低分辨率仪器与较小范围的信号，就可以「缩放」信号而测得低电压呢？问题在于，很多信号同时具有小型信号与大型信号。使用大范围虽可测量大型信号，但小型信号将藏在大型信号的噪声中。换句话说，使用小范围就必须压缩大型信号，而造成测量失真与错误。因此，针对动态信号的应用(同时具备大、小型电压的信号)，就需要较大动态范围的高分辨率仪器，以测出大型信号中的小型信号。

传统示波器通常使用8 位分辨率的ADC，但较难以满足频谱分析或动态信号的应用(如调变波形)。此类应用即可选用下表中的高分辨率示波器，包含NI PXI-5922 弹性分辨率示波器，并获颁Test and Measurement World 的2006 年度最佳测试产品。此款模块通过线性化技术，达到业界最高的示波器动态范围。

5. 触发

一般来说，示波器均用以采集特定事件的信号。仪器的触发功能则可独立出特定事件，以采集事件发生前后的信号。多款示波器均具备模拟边缘、数字，与软件触发等功能。其他触发选项还有分窗 (Window)、磁滞，与视讯触发功能 (NI 5122、NI 5124，与 NI 5114 具备该功能)。

高阶示波器可于 2 次触发之间迅速重启 (Re-arm)，可进入多重记录的采集模式。示波器将根据既定触发而采集特定数量的点，并迅速重启以等待下次触发。快速重启功能可确保示波器不致错过事件或触发。若仅需采集并储存特定数据，则多重记录模式可达极高效能；除了可优化内建内存使用状态之外，并可限制计算机总线的活动。

6. 内建内存

一般状态下，数据均由示波器传输至计算机，以利测量与分析操作。尽管这些仪器能达最大取样率 (可达数个 GS/s)，但到达计算机的传输率均将受到总线 (如PCI、LAN，与 GPIB) 的带宽限制。目前这些总线均难以达到数个 GS/s 的速率，但 PCI Express 与 PXI Express 却可轻松达成。

若总线接口无法达到等同于取样率的连续数据传输，仪器内建的内存将以最高速率采集数据，等待计算机进行后续处理。

大容量内存不仅可延长采集时间，也具备频域的相关优势。最常见的频域测量为高速傅利叶转换(FFT)，可显示信号的频率内容。若FFT 可达更高频率分辨率，也可轻松侦测离散频率。

通过上述方程式，共有2 种方式可提升频率分辨率：降低取样率或增加FFT 中的取样点。由于降低取样率将同时降低频率带宽，因此并不属于理想的解决方案。因此，最好是能采集更多数据点进行FFT，而这时将需要更大容量的内存。

图4. 内建更多内存可支持更高取样率，并于更长时间采集更多点，以更高的频率分辨率计算FFT 结果。

7. 信道密度

购买示波器的考虑要素之一即为仪器信道数，或是否可同步多组仪器以提升信道数。多款示波器除了具备 2 或 4 个通道之外，也可通过特定取样率进行同步取样。当使用示波器的所有通道时，必须注意取样率所受影响的程度。目前常见的所谓分时取样 (Time-interleaved sampling)，即是交叉多个通道而达到较高取样率。若示波器使用此技术并搭配所有通道时，就较难以达到最高采集速率。

所需通道数完全根据特定应用而有所不同。传统 2 或 4 信道产品已经难以满足目前的应用需求，而此时有 2 种解决方法。首先是选用高信道密度的产品，如可同步 8 通道的NI 5105 – 12 位、60 MS/s 的 60 MHz示波器。若找不到可满足分辨率、速率，与带宽等需求的仪器，则选用的平台应可精