选择数字化仪/示波器需要考虑的10个方面

一方面，如果使用很小的电压范围内，那么就会使大信号削波，导致测量失真和无效。因此，对于涉及动态信号（同时具有大小电压分量的信号）的应用，就需要使用具有宽动态范围（数字化仪在大信号存在的情况下测量小信号的能力）的高分辨率仪器。

传统示波器通常使用具有8位分辨率的ADC，这对于涉及频谱分析或动态信号（如调制波形）的应用是不够的。一个更高性能的示波器将有助于许多应用顺利实现。

5. 触发

通常情况下，示波器和数字化仪用于基于特定事件的信号采集。仪器的触发功能可允许您隔离该事件，并在事件发生前后捕获信号。大多数数字化仪和示波器包括模拟边沿、数字和软件触发。其他触发选项包括窗、滞后和视频触发。

高端数字化仪具有很短的触发间重置时间，从而可实现多记录采集模式，在该模式下，数字化仪在获得给定的触发信号后开始采集一定点数的数据，然后快速重置，并等待下一个触发。快速重置特性确保了数字化仪不会错过任何事件或触发。多记录模式对于捕获和存储仅我们需要的那部分数据非常有用，这样可以优化板载内存的利用并限制PC总线的活动。

6. 板载内存

很多时候，数据是通过数字化仪或示波器传送到PC进行测量和分析。尽管这些仪器能够以其最大速率（通常在几GS/s范围内）进行采样，但是数据传输到PC的速率却受到PCI、LAN、GPIB等连接总线的带宽的限制。虽然目前这些总线都无法提供GS/s级的速率，但随着PCI Express和PXI Express实现了GB/ s级的数据速率，这已经不是一个问题了。

如果接口总线无法以与采样率相同的速率持续传输数据，那么板载内存可以使仪器以最大的速率采集信号，并将数据发送到PC进行处理。

容量大的内存不仅可以增长采集时间，还提供了频域方面的优势。最常见的频域测量是快速傅立叶变换(FFT)，用于显示信号的频率分量。如果FFT具有更高的频率分辨率，就可以轻松地检测到离散频率。

根据上面的公式，有两种方法可以优化频率分辨率——降低采样率或增加FFT的点数。降低采样率通常不是理想的解决方案，因为这意味着频率范围也会随之减小。在这种情况下，唯一的解决办法就是增加FFT的采样点数，这需要更大容量的板载内存。

图4：更大容量的板载内存可以使您以更高的采样率在更长的时间内采集更多数据点。在计算FFT时，采样点数越多，频率分辨率越高

7. 通道密度

购买示波器或数字化仪时应考虑的一个重要因素是仪器的通道数或者通过同步多台仪器来扩展通道的能力。大多数示波器具有两到四个通道，每个通道以一定的速率同时采样。在使用数字化仪的所有通道时，需要注意哪些因素会对采样率产生影响。这是由于一种称为时间交错采样的常用技术，该技术通过将多个通道交错来实现更高的采样率。如果数字化仪或示波器使用这种方法，而您正在使用所有通道，则您可能无法获得最大采集速率。

所需的通道数完全取决于您的具体应用。通常情况下，传统的两到四个通道可能不能够满足特定应用的需求，在这种情况下，您有两种选择。第一种是使用更高通道密度的仪器，如8通道（同步）NI PXI-510512位60 MS / s 60 MHz数字化仪。如果您无法找到符合您分辨率、速度和带宽要求的仪器，这时您应该考虑采用一个可以让您通过紧密同步来扩展测试系统并允许触发器和时钟共享的平台。虽然由于高延迟、有限的吞吐量和需要外部电缆连接，要通过GPIB或LAN来同步多个台式仪器几乎是不可能的，但是PXI却提供了一个出色的解决方案。 PXI是一个行业标准，可将一流的同步技术添加到当前较高速率的总线上，如PCI和PCI Express。

图5：使用同步技术可以实现高通道数数字化仪。上面的图片显示了一个可提供多达68个通道的系统。此外您还可通过同步多个机箱来实现更高的通道数

多台设备的同步是许多应用的关键需求，这往往会增加软件开发时间。但是基于同步和存储核心（SMC）架构的NI数字化仪可以利用NI-TClk技术帮助工程师以最少的精力实现精确的同步。 NI-TClk提供了用于多个NI数字化仪、任意波形发生器、高速数字I/ O设备同步编程的高层接口。此外，此类数字化仪还提供了各种预先编写的实例，用于执行这一类型的同步，帮助您更轻松进行开发。以下是在LabVIEW环境中编程多个PXI数字化仪以实现均相同步所需的三个函数（niTClk Configure for Homogeneous Triggers、niTClk Synchronize和niTClk Initiate）：

8. 多仪器同步

几乎所有的自动化测试和许多台式应用都会需要使用多种类型的仪器，如示波器、信号发生器、数字波形分析仪、数字波形发生器和开关。

PXI和NI模块化仪器固有的定时和同步功能可让您无需外部电缆即可同步所有这些类型的仪器。例如，您可以集成数字化仪 (如NI PXI-5122)和任意波形发生器(如NI PXI-5421)来执行参数扫描，这对于表征待测设备的频率和