打印

请问示波器采样率和带宽?

[复制链接]
楼主: pkuzhx
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
21
一个100MHZ的正弦信号,用200M的采样,只能画出一个100M的方波(三角波)而已,这就是采样定理的不足的地方。

使用特权

评论回复
22
zyj9490| | 2016-3-8 09:11 | 只看该作者
成本与提共信息的综合考量,5-10倍采样最合理。

使用特权

评论回复
23
coody| | 2016-3-8 10:28 | 只看该作者
LZ,你在纸上用点来画正弦波,40个点画一个正弦波(对应100M带宽4G采样),用4个点画一个正弦波(对应100M带宽400M采样),你看看哪个好看?
如果正弦波上再叠加一点别的波形,你再画看看。。。

使用特权

评论回复
24
pkuzhx|  楼主 | 2016-3-8 10:57 | 只看该作者
本帖最后由 pkuzhx 于 2016-3-8 10:59 编辑
coody 发表于 2016-3-8 10:28
LZ,你在纸上用点来画正弦波,40个点画一个正弦波(对应100M带宽4G采样),用4个点画一个正弦波(对应100M ...

这跟你信号恢复的算法有关系,理论上不管你叠加多少个波形,只要其中最高频率不超过100M,我用200M的采样率都可以把它恢复出来。
当然,由于重建算法的限制,采样误差等等一系列我不知道的原因,2倍采样率要恢复是不可能呢,实际需要4~10倍,正如你所说,这我也能理解。
这种过采样对现有示波器精度和信号重建算**有一个很好的补偿,使得信号显示得更完整,细节更清楚,我也同意。但是总是有一个度的,随便举个例子,比如2倍采样,只能恢复出60%的信号,4倍采样可以到90%,10倍采样可以到99%。
继续增加采样率,一是我觉得没有必要,99%够了,二是你即便400倍采样,4G Sa/s,可以看到2GHz的细节了,但是带宽只有100Mhz,你看的的这些细节有意义吗?你在100MHz带宽下,看到一个上升时间不到1ns的貌似,你相信吗?

使用特权

评论回复
25
排山倒海| | 2016-3-8 11:36 | 只看该作者
本帖最后由 排山倒海 于 2016-3-8 13:37 编辑
jinwenfeng 发表于 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 ...

工程师也因为不同行业不同公司不同水平等级还是有不少差别,请问你有示波器方面的资料可以共享吗?我想找实际使用注意事项和技巧,还有不同品牌示波器特点缺点对比方面内容。

我在世纪电源网论坛上看到“【转载】关于示波器的采样率”的帖子说明“进进按语”: 如果您是刚开始学习示波器,我的这篇**和我的其它**一样,可以成为最好的教材,没有之一。因为我有热情、有耐心将这些基本概念写出来,写清楚,写透彻,写到位。有些水平一般的,写不透彻;水平高的,不屑于写,怕是被人误认为水平太差。这就给我留下了**“炒剩饭”的意义感。也是因为我**“不装X”,强调自己写的东西是浅浅的东西,是"炒剩饭",压力也没有大。

我虽然使用示波器多年但只是简单使用,一直没关注示波器相关深入知识,我喜欢汪进进这样认真耐心“不装X”的态度。

使用特权

评论回复
26
jinwenfeng| | 2016-3-8 11:45 | 只看该作者
pkuzhx 发表于 2016-3-8 10:57
这跟你信号恢复的算法有关系,理论上不管你叠加多少个波形,只要其中最高频率不超过100M,我用200M的采样 ...

之前建议你看一下奈奎斯特采样定理的前提条件,你肯定还没看了,你还是**大于2倍的采样率可以恢复波形,可是你想过没有,非周期波形如何恢复,而噪声干扰毛刺等等往往都是非周期的。

使用特权

评论回复
27
batiafu| | 2016-3-8 12:31 | 只看该作者
xuexi

使用特权

评论回复
28
pkuzhx|  楼主 | 2016-3-8 14:28 | 只看该作者
jinwenfeng 发表于 2016-3-8 11:45
之前建议你看一下奈奎斯特采样定理的前提条件,你肯定还没看了,你还是**大于2倍的采样率可以恢复波形 ...

我只是认为在理论上是这样的,实际上4~10倍是有必要的。

无论周期还是非周期,都可以傅里叶变化分解成一系列不同频率分量。周期函数的频谱是离散的,非周期的频谱是连续的。

如果一个100M带宽的示波器,在测量100MHz的正弦波的时候,测出了一个毛刺,那这个毛刺的主要频谱密度一定是分布在100MHz以上的。我不清楚我以下说的对不对,但从理论上来说,这些高于100M的频率是不可能被带宽100M的示波器采集到的,就无所谓对它的采样和恢复。即便是测量到了,就好比一个小学生给出了一道复杂积分问题的答案,我也不认为它是正确的。

使用特权

评论回复
29
pkuzhx|  楼主 | 2016-3-8 14:30 | 只看该作者
jinwenfeng 发表于 2016-3-8 11:45
之前建议你看一下奈奎斯特采样定理的前提条件,你肯定还没看了,你还是**大于2倍的采样率可以恢复波形 ...

另外奈奎斯特采样定理的前提条件,由于工作时间有限,只是大概查了一下,没有看到什么有用信息,还请指教

使用特权

评论回复
30
jinwenfeng| | 2016-3-8 15:50 | 只看该作者
pkuzhx 发表于 2016-3-8 14:30
另外奈奎斯特采样定理的前提条件,由于工作时间有限,只是大概查了一下,没有看到什么有用信息,还请指教 ...

之前使用非周期信号表述不准确,像噪声干扰毛刺等等属于时间受限信号,使用的是频域抽样定理;平常我们说的奈奎斯特采样定理好像都是指时域抽样吧

2.png (23.87 KB )

2.png

使用特权

评论回复
31
jinwenfeng| | 2016-3-8 16:52 | 只看该作者
本帖最后由 jinwenfeng 于 2016-3-8 17:13 编辑
jinwenfeng 发表于 2016-3-8 15:50
之前使用非周期信号表述不准确,像噪声干扰毛刺等等属于时间受限信号,使用的是频域抽样定理;平常我们说 ...

不好意思,上面的回复有错误,是我搞错了:噪声干扰毛刺等时间受限信号经过低通滤波之后,就变成了频谱受限信号了,时域上波形会变宽,是可以使用时域抽样,举了个脉冲波低通后的例子,仿真了下看起来直观一点

3.png (173.26 KB )

3.png

3.png (220.32 KB )

3.png

4.png (218.3 KB )

4.png

使用特权

评论回复
32
pkuzhx|  楼主 | 2016-3-8 17:24 | 只看该作者
jinwenfeng 发表于 2016-3-8 16:52
不好意思,上面的回复有错误,是我搞错了:噪声干扰毛刺等时间受限信号经过低通滤波之后,就变成了频谱受 ...

赞认真!

使用特权

评论回复
33
jinwenfeng| | 2016-3-8 17:49 | 只看该作者
本帖最后由 jinwenfeng 于 2016-3-8 19:19 编辑

:handshake最近空余时间比较多

使用特权

评论回复
34
zyj9490| | 2016-3-8 18:45 | 只看该作者
pkuzhx 发表于 2016-3-8 10:57
这跟你信号恢复的算法有关系,理论上不管你叠加多少个波形,只要其中最高频率不超过100M,我用200M的采样 ...

一个模拟信号一旦被离散化,采样点间的信息已丢失,不可再恢复,按数学上说有无数函数经过取样点,因此采样定理规定信号的带宽必须小于0.5采样频率,但小于0.5采样频率的信号,针对不同的信号频率,从离散点得到的信息也不一样,越低能从取样点得到的信息越多,越接近0.5倍越少,最后只得到频率信息而已。幅度只高和低。

使用特权

评论回复
35
jinwenfeng| | 2016-3-8 18:57 | 只看该作者
排山倒海 发表于 2016-3-8 11:36
工程师也因为不同行业不同公司不同水平等级还是有不少差别,请问你有示波器方面的资料可以共享吗?我想找 ...

开了个贴,把示波器的知识理了一下,可能看似基础,但是其他很多关于示波器的资料都是从这些基础上衍生的:https://bbs.21ic.com/icview-1428728-1-1.html

使用特权

评论回复
36
nethopper| | 2016-3-8 22:20 | 只看该作者
GavinZ 发表于 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! ...

赞同。只要信号是理想的带限信号,采样率大于信号中的最高频率分量的2倍即可恢复完整的信号本身,包括幅度和频率。实际当然不存在完全理想的抗婚滤波,所以采样率取得比2倍高,通常大于2.5倍后SINC插值出来的波形良好。

使用特权

评论回复
37
kerb_huang| | 2017-5-5 15:50 | 只看该作者
jinwenfeng 发表于 2016-3-8 11:45
之前建议你看一下奈奎斯特采样定理的前提条件,你肯定还没看了,你还是**大于2倍的采样率可以恢复波形 ...

干扰毛刺等等其他信号的频率带宽 更大了, 用更高带宽的示波器抓

使用特权

评论回复
38
zhuyemm| | 2017-5-5 20:29 | 只看该作者
是的,这款示波器的采样率,只有升级带宽的意义

使用特权

评论回复
39
matthewchan| | 2017-12-10 15:08 | 只看该作者
带宽是频域的概念,采样是时域概念。要找到他们关系,那就得用频域和时域的变换和分析。

我们通过频域和时域分析:
。。。。。。此处略过分析推导。。。。
可以得到 上升沿时间Tr = 0.35/BW。也就是大概3倍左右采样率就可以满足要求。
啥要求?要求采样幅度精度为10%-90%的要求(也就是误差20%)。
如果误差要求3%,大概就多一倍。也就是6倍采样左右。
要求更高,采样率/BW就更高。

所以,3BW采样其实不好接受,厂家推荐的5BW采样是比较合理的,要求高一点,8-10倍不过分。
更大了,作用不明显了。

其实我不确定更高的采样率是否有用,是否在某些领域,他们要测量的信号并不满足 傅立叶变换/级数 (毕竟要满足这个公式,也是有条件的)。
具体领域,本人见识浅,不得而知。

使用特权

评论回复
40
骑猪逛大街| | 2018-5-29 14:30 | 只看该作者
l了解一下   谢谢

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则