玩转示波器不是梦,掌握高保真捕获信号的6大原则
同的情况下,我们的示波器比传统的示波器好一半,传统的可能是厘米的刻度尺,我们是毫米的刻度尺。
当我们测量一个信号,在不同采样情况之下,采样的结果误差特别大。采样率不够,就是你带宽不够,看到的是上面的滤波的效果,所以我们要时刻提出采样率,对于采样率而言非常著名人提出的定理,这个老先生告诉我们,采样率是信号的两倍,才能保证你的信号的准确率。采样率决定捕获信号的时间分辨率,时间分辨率越高,可以察看的波形细节越多,但可以捕获的时间窗口会下降。我的个人经历是取决于你想要采集什么样的信号,采集到什么程度。如果我测量的是发波,我就要看它的周期,你的采样率是6个点,可能误差只有1%。我们希望我们采的信号,感兴趣的细节可以采到3到5个点,最好是5个点,当然采更多点的意义就不大了。为什么采更多点意义不大呢?因为采样率乘采样时间,等于示波器的产品的深度,产品太大了,会消耗你很多的时间,单位时间采的点太多,这个波形时间就太短,所以一般建议采到3到5个点。
捕获的第三个原则,选择合适得带宽,并不是越高越好。
很多公司买示波器会考虑到未来3年的情况,我们平时用示波器的时候,适度的限制带宽,带宽是示波器的第一个指标。示波器带宽通常是指模拟带宽。
示波器的上升时间和带宽是一一对应的,所谓示波器的上升时间本身的指标,表示的是放大器的间接响应,就表示我对示波器趋于一个无限小、无限快的上升点。理论上来讲,是通过高斯的函数来推导出0.35的关系,就是带宽等于0.35乘以时间。因此带宽越高,上升时间越小。这个地方也是我们任何一个人参加过示波器的设计都知道的数据。实际测量的时间和正常的时间会存在这样的一个平方和的关系,这个会产生接近5%的误差。这个是非常有名的公示,这个是通过高斯来推导出来的。问题是我们任何时候都要考虑到性价比,因为示波器不是理想的仪器,示波器本身,以及示波器的探头,示波器本身有一个底照,探头是一个全照,和空间辐射耦合的方式,会感应很多的噪声,当示波器和探头感应了噪声信号的能量远远大于真正的被测的信号能量的时候,这个时候性价比太小,带宽越高,测的结果越差。这个就是很多公司代代相传告诉带宽要限制20兆的原因。测量一个3.15G的波形信号的时候,也是用这个,就是这个道理。因为我们知道任何一个信号都可以分解成N次谐波的叠加。所以我们看这个N等于多少的时候,你的带宽可以覆盖你信号能量的99.99%,当示波器的带宽已经可以覆盖99.99%的时候,你非要更高的带宽,这个时候就得不偿失了。因为我说了,当示波器本身的噪声远远高于信号能量的时候,要注意这一点。所以带宽并不是越高越好。
示波器的上升时间和带宽是一一对应的,所谓示波器的上升时间本身的指标,表示的是放大器的间接响应,就表示我对示波器趋于一个无限小、无限快的上升点。理论上来讲,是通过高斯的函数来推导出0.35的关系,就是带宽等于0.35乘以时间。因此带宽越高,上升时间越小。这个地方也是我们任何一个人参加过示波器的设计都知道的数据。实际测量的时间和正常的时间会存在这样的一个平方和的关系,这个会产生接近5%的误差。这个是非常有名的公示,这个是通过高斯来推导出来的。问题是我们任何时候都要考虑到性价比,因为示波器不是理想的仪器,示波器本身,以及示波器的探头,示波器本身有一个底照,探头是一个全照,和空间辐射耦合的方式,会感应很多的噪声,当示波器和探头感应了噪声信号的能量远远大于真正的被测的信号能量的时候,这个时候性价比太小,带宽越高,测的结果越差。这个就是很多公司代代相传告诉带宽要限制20兆的原因。测量一个3.15G的波形信号的时候,也是用这个,就是这个道理。因为我们知道任何一个信号都可以分解成N次谐波的叠加。所以我们看这个N等于多少的时候,你的带宽可以覆盖你信号能量的99.99%,当示波器的带宽已经可以覆盖99.99%的时候,你非要更高的带宽,这个时候就得不偿失了。因为我说了,当示波器本身的噪声远远高于信号能量的时候,要注意这一点。所以带宽并不是越高越好。
捕获的第四个原则,捕获待测信号的全貌,保证捕获信号的时间长度包含完整频率成分。
示波器的使用经过半个小时到一个小时的培训,可以少走弯路。我们过去几年测试的结果都是7、8微伏。过去怎么测都没有意义,都是错的,如果量程打到15亿秒/格,这个就是测量的现状。如果你的采样率没有打到250MS/S以上,这个时候结果也会偏校所以测量纹波的时候,要保证打到250MS/S。为了你把电源纹波整体测出来,
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