请问示波器采样率和带宽？

只看该作者 · 2016-3-5 09:45

DSOX3014A示波器
带宽100M，采样率4G

我想知道，既然带宽只有100M，那4G那么高的采样率又有什么意义呢？

只看该作者 · 2016-3-5 11:32

可以看到更多波形细节啊

只看该作者 · 2016-3-5 11:53

本帖最后由排山倒海于 2016-3-5 11:56 编辑

建议参考《示波器应用基本知识.ppt》第19页到第27页说明。
假设测试100MHz信号即周期10nS，如果采样率为1GS/s即10nS只有10个采样点，4GS/s即10nS有40个采样点，采样率高即采样点多理论上可以更好的降低正弦内插和线性内插的误差：

示波器带宽选定后，采样率决定了单次带宽。单次宽决定示波器对毛刺和单脉冲信号的捕获能力和复现能力，也决定了示波器检测重复信号中异常信号和随机毛刺信号的捕获能力：

单次带宽决定示波器对阶跃、单次信号中的快沿的捕获和复现能力，也决定了示波器对检测，低重复率信号的上升和下降沿捕获能力：

3000X系列示波器是支持更新带宽的，这个勉强算是一个意义，不过对大多数不更新的人就没意义了。

只看该作者 · 2016-3-5 11:56

排山倒海发表于 2016-3-5 11:53
建议参考《示波器应用基本知识.ppt》第19页到第27页说明。
假设测试100MHz信号即周期10nS，如果采样率为1GS ...

谢谢，我去好好学习以下

只看该作者 · 2016-3-5 12:28

排山倒海发表于 2016-3-5 11:53
建议参考《示波器应用基本知识.ppt》第19页到第27页说明。
假设测试100MHz信号即周期10nS，如果采样率为1GS ...

说的很好很详细

只看该作者 · 2016-3-5 13:41

没有意义。100MHz用1Gsps足够了。
好多示波器是5倍的，甚至3倍，因为采样率做不高，要么就是成本高。
没看国内的这几年最高就5Gsps嘛。

只看该作者 · 2016-3-5 20:26

最重要的，他可以升级带宽！做出预留的

只看该作者 · 2016-3-6 10:53

是的，这款示波器的采样率，只有升级带宽的意义。
从示波器的采样理论看，没有意义。满足5X就够了。
问题是，升级到1GHz带宽后，它那2.5Gsps的采样率，又不足够了。

只看该作者 · 2016-3-6 22:47

根据两个附件说明，不是简单考虑采样率是带宽的5倍就足够：

只看该作者 · 2016-3-7 08:57

本帖最后由 pkuzhx 于 2016-3-7 08:59 编辑

jinwenfeng 发表于 2016-3-5 11:32
可以看到更多波形细节啊

100MHz带宽，去看一个最高频率为100MHz正弦波的波形，如果是理想情况，200M采样就能看到全部细节，当然实际可能需要1G。
现在如果提升到4G采样率，那么可以看到高于100MHz的细节，但是由于带宽只有100MHz，所以看到的更高频率的细节都是衰减的不成样子的细节，即便看到了，也没有意义了。

不知道我这样的理解有没问题？

只看该作者 · 2016-3-7 09:09

排山倒海发表于 2016-3-5 11:53
建议参考《示波器应用基本知识.ppt》第19页到第27页说明。
假设测试100MHz信号即周期10nS，如果采样率为1GS ...

你好，看了帖子中的内容，发现括号里的一句话很重要，那就是（不考虑带宽对波形的影响）……
如果考虑带宽对波形的影响，在第一个1G/200M/100M采样率对波形的影响的图中，上升时间大概只有10ns，100MHz带宽是不可能完整捕捉到这个波形的细节的，既然如此，再提高采样率对提升细节也没有太大作用了。

所以，我还是觉得带宽一定的情况下，采样率提高到一定程度（例如10倍带宽）就“饱和”了，再高应该就没有意义了。

只看该作者 · 2016-3-7 09:10

GavinZ 发表于 2016-3-6 10:53
是的，这款示波器的采样率，只有升级带宽的意义。
从示波器的采样理论看，没有意义。满足5X就够了。
问题是 ...

谢谢，就你跟楼上的回答我能够理解

只看该作者 · 2016-3-7 09:12

排山倒海发表于 2016-3-6 22:47
根据两个附件说明，不是简单考虑采样率是带宽的5倍就足够：

谢谢这么多资料，周末太忙没空看，这周好好研读一下

只看该作者 · 2016-3-7 09:48

pkuzhx 发表于 2016-3-7 08:57
100MHz带宽，去看一个最高频率为100MHz正弦波的波形，如果是理想情况，200M采样就能看到全部细节，当然实 ...

你只说到了测量周期信号的情况，测量周期信号，一个周期测4个点左右足以，不过显示出来的波形，就只有4个点是真实的，其他的点都是软件填补上去的，是假的。我再举一种情况：当你测100MHz的信号时，突然来了一个尖峰干扰或者毛刺，如果采样率不高，没有采集到这个尖峰干扰或者毛刺，示波器就显示不出来。你可能会说，尖峰干扰或者毛刺上升沿很陡峭，会被示波器模拟通道衰减，但是测量到的尖峰干扰往往都是非周期的，频谱从0Hz延生到无穷大频率，是连续频谱，示波器模拟通道带宽即使只有100MHz，它也只能把100MHz以外的频谱给衰减了，而且根据以前的试验，示波器带宽以外的衰减速度好像并不快。

只看该作者 · 2016-3-7 09:51

汪进进写的示波器**，科普科普就够了，不适合工程师看，对于示波器你只需要搞明白一帧波形是如何采样存储的，那么示波器的所有设置和参数你就全明白了

只看该作者 · 2016-3-7 09:53

国内示波器采样率都不高，泰克的很多示波器带宽并不高，采样率都做的很高

只看该作者 · 2016-3-7 10:15

jinwenfeng 发表于 2016-3-7 09:48
你只说到了测量周期信号的情况，测量周期信号，一个周期测4个点左右足以，不过显示出来的波形，就只有4个 ...

一个毛刺尖峰，也可以分解为很多不同频率的正弦波，有1Hz的，有100MHz的，也有1GHz的。
如果采用率只有1G，自然就只能采到1和100M的，1G的就丢了。
如果采样率提高到5G，那么1GHz的频率成分也能采到了。

但实际由于带宽限制，1GHz频率成分已经衰减了，使用5G Sa/s采到了也是采到衰减的很厉害的波形，然后再叠加到1Hz和100Mhz的波形上，实际已经看不出来了。

用另外一种方法来说，对于100MHz的波形，周期最短为10ns，采用1ns一个点来采样（即1GSa/s），已经可以描绘出全部细节。按照你的说法，如果突然有一个毛刺，1G采样率就不够用了，提升到5G会看的更清楚。可是由于带宽限制，比100MHz还快的毛刺必然被衰减了，再怎么提高采样率也不会看到一个被衰减的信号。至于其中有很多0Hz到100MHz的成分，用1G采样率看也可以看清楚。

个人信号处理底子比较薄，可能理解有些偏差，还请指教

只看该作者 · 2016-3-7 11:49

pkuzhx 发表于 2016-3-7 10:15
一个毛刺尖峰，也可以分解为很多不同频率的正弦波，有1Hz的，有100MHz的，也有1GHz的。
如果采用率只有1G ...

你这个问题提的相当好，你可以查一下奈奎斯特采样定理的使用前提条件

只看该作者 · 2016-3-7 22:08

抛开示波器这个采样实例，用采样定理解释就行了。楼主你的理解是对的。模拟带宽100MHz，采样率再宽又如何！之所以5X，10X，是因为模拟前端不是理想低通，仅此而已。

1万 · 2016-3-8 09:03

本帖最后由 zyj9490 于 2016-3-8 09:07 编辑

其实香农采样定律规定的是必要，而非充分，100MHZ的正弦信号，按200M的采样，只能采样到周期信息，即是频率的信息，实际都是5-10倍的采样，这都是ADI大厂的做法，才能较充分反应信号的信息。示波器用作数字信号的显示，只要判断高低，频率就可以了，因此2倍采样是可以的，但对幅度信息就很少了，（或说给不出多高的量化精度）。

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