关于示波器的存储深度

我在一个高大上的公司做工程师的时候并不知道这个关系式，直到我后来卖示波器才知道有这么一个关系式，而且很重要。再追溯到我读书的时候，当然更不知道这个关系式。

做工程师的时候，我的老板告诉我，为了确保示波器能准确地捕获电源MOS管的峰值电压，千万不要在屏幕上同时看很多波形，尽量让示波器上只显示一个脉冲。他的做法是不断地调节触发电平，肉眼盯着示波器看，直到他调节触发电平到足够高（多少是足够？），认为某次“抓到”的峰值电压应该就是最大的了。 他为什么不同时捕获更多的波形，只要确保采样率是最大或者足够就好了，再打开参数测量的统计值不是更好吗？ 但是他只相信自己的眼睛盯着看到的那个波形，并断定某一个波形就一定是最大的了。还好他会使用触发电平的。我们小弟当然也就相信他是权威啦，因为他当时确实已经是公司级的专家了。……

这个真实故事给了我要举办1000场示波器技术交流会的强大理由。工程师们不太愿意拿出1个小时听听示波器的基础课程，总觉得这示波器很简单，但其实对于示波器的ABC的认知还是太少。有些人将这个作为中国工程师和国外工程师的区别之一。这个判断多少是令人有点愤怒的，但确实在某种程度上真的是这样。 甚至换一个角度说，一个公司使用示波器的专业程度基本能反应一个公司的研发水平的。

那么今天我们花一点点时间快速阅读一下这篇关于示波器存储深度的“浅浅的”文章吧。为满足大家快阅读的需求，先将文章的标题摘录如下：
1，存储深度的基本概念
2，示波器存储器的物理介质
3，存储深度和采样率的关系
4，最大存储深度，当前设置的最大存储深度，存储深度的叠加使用，可显示的存储深度，可分析存储深度，
5，存储深度的应用价值

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存储深度被称为示波器的第三大指标。存储深度=采样率*采样时间。这个关系式被笔者称为示波器的第一关系式。

1，存储深度的基本概念

“存储深度”是个翻译过来的词语,英文叫“Record Length”。有的将它翻译成“存储长度”，“记录长度”，等。它表示示波器可以保存的采样点的个数。存储深度是“1千万个采样点”，示波器厂商写作10Mpts,10MS或10M的都有。这里，pts可以理解为points的缩写，S理解为Samples的意思。

存储深度表现在物理介质上其实是某种存储器的容量，存储器英文就是“Memory”。该存储器容量的大小也就是“存储深度”。存储器保存满了，达到存储深度的极限之后怎么办？ 我们可以将示波器的存储器理解为环形存储器。示波器不断采样得到新的采样点会填充进来，老的采样点会自动地溢出，这样周而复始的过程直到示波器被“触发信号”“叫停”或者间隔一定长的时间被强迫“叫停”为止。“叫停”一次，示波器就将存储器中保存的这些采样点“搬移”到示波器的屏幕上显示。这两次“搬移”之间等待的时间相对于采样的时间极其漫长，被称为“死区时间”。

上述过程经常被笔者这样打比方：存储器就像一个“水缸”，“水缸”的容量就是“存储深度”。如果使用一个“水龙头”以恒定的速度对水缸注水，水龙头的水流速度就是“采样率”。当水缸已经被注满水之后，水龙头仍然在对水缸注水，水缸里的水有一部分会溢出来，但水缸的总体容量是保持不变的。在某种条件下，水缸里的水将被全部倒出来，周而复始。图1形象地表示了这种环形存储器的概念。

图1 示波器的环形存储器

2，示波器存储器的物理介质

存储器的物理介质是什么? 是否就是我们熟悉的DDR内存呢? 容量为什么那么小？为什么不可以用硬盘或者SD卡等大容量介质作为物理介质呢？ 如果是硬盘作为存储介质，示波器不就可以作为数据记录仪了吗？

回答上述问题其实并不容易！

据笔者了解，早期的示波器包括现在的高带宽示波器使用的存储器都是示波器厂商自己设计的专用芯片，甚至一度存储器芯片和ADC芯片之间的配合是A公司（后来叫K公司）的一个技术瓶颈。在若干年之前，K公司的所有示波器在存储深度达到每通道2Mpts采样点之后，采样率会自动降低到4GS/s，直到2006年（好象是这个年份，也许更晚点），当年的A公司收购了某芯片