示波器基础知识汇总！

只看该作者 · 2022-4-20 15:23

53．是德科技的数字示波器有没有 DPO 功能？答：DPO 是一个专用名词，只有一个示波器公司使用该名词，是德科技对应的功能叫 MegaVision，和DPO 相同之处是：①可以直接信号中的异常现象。②波形捕获率远高于普通数字存储示波器。不同之处：①发现异常信号后，MegaVision 可对该异常直接放大并观察信号细节。②MegaVision 示波器的实时采样率突破 1.25GSa/s 极限，可达 2GSa/s(如 546?xA/D 示波器)甚至更高。③MegaVision 示波器是为需要深存储的应用场合优化的，当示波器存储深度>10K,甚至 100K, 2M 时，其波形刷新率是业界及其领先的。

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54．如果依据信号上升时间确定了带宽后，按照该带宽确定采样率的原则仅仅是为了实现无采样混叠误差吗？答：确定带宽后再确定采样率，业界的一些公式，的确确定采样率的原则是为了实现无采样混叠误差，但它是泛泛的评估说法，具体还要看您被测对象的特征，因为最高的指标往往是在特定条件下给出的，未必满足您的测试应用。

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55．示波器如何显示两个采样点之间的波形？答：示波器的显示方式有多种：点显示、正弦内插显示、直线连接显示；示波器的缺省显示方式通常为矢量连接显示方式，有的示波器仅支持直线连接方式；无论是直线连接还是正弦内插，在两个实际采样点之间提供的信息都不是实际采集的，由于直线连接方式可能会导致显示出现突变，如在一正弦波的波峰采集一个点，两边的波谷各采集一点，会显示出三角波，而用正弦内插显示出来仍是正弦波，所以，有些应用**中的说法是：采用直线连接，对采样率的要求更高，如 10 倍的关系(以真实再现波形)；采用正弦内插，对采样率要求稍低以下，也有**说，2.5 倍就可以，工程上一般说 4 倍以上，也有 5 倍，6 倍的说法。

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56． PCB 板上的高速信号特征：156.25MHZ 差分时钟信号，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps，jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps),skew(+ vs.-)<20ps，请问需要多高带宽的示波器才能精确测量？测量误差可达多少？答：对于 156.25MHz 差分时钟信号，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps ，若您想精确测试该上升时间，如 3%的测试精度，0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 带宽示波器及其探头系统，若 10%精度可接受，0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 带宽示波器及其探头系统。注意若您使用差分探头，您要确保，从被测点算起，整个示波器的带宽是 5.6GHz, 幸运的是目前是德科技推出了 7GHz 带宽的差分探头。同时，54855A 本身的上升时间指标实测是 65ps , 说明书上给出 72ps 的指标。jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps) , 要精确测量抖动指标，要求示波器本身的抖动指标要更高，54855A 本身的触发抖动指标是 1ps RMS ,比业界同类产品好 7 倍，另一相关指标是 Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ]，好过同类产品 2 倍以上，这和它真正使用 20GSa/s 的 A/D 有关，它消除了使用多个(10GSa/s A/D 或 5GSa/sA/D) 拼凑成一个 20GSa/s 所带来的误差。

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57．在选择示波器时，一般考虑的多的是带宽。那么，在什么情况下要考虑采样速率？答：取决于被测对象，在带宽满足的前提下，希望最小采样间隔(采样率的倒数)能够捕捉到您需要的信号细节。业界有些关于采样速率经验公式，但基本上都是针对示波器带宽得出的，实际应用中，最好不用示波器测相同频率的信号。若您在选型，对正弦波，选择示波器带宽是被测正弦信号频率的 3 倍，以上，采样率是带宽的 4 到 5 倍，实际上是信号的 12 到 15 倍，若是其它波形，要保证采样率足以捕获信号细节。若您正在使用示波器，可透过以下方法验证采样率是否够用将波形停下来，放大波形，若发现波形有变化（如某些幅值），采样率就不够，否则无碍。也可用点显示来分析，采样率是否够用。

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58． 100MHz 的模拟示波器可以较清楚看到寄生波形，而 100MHz 的数字示波器却看不到（仅能看到波形加粗）？答：此现象和示波器显示有关，模拟示波器上看到的迹线一般较细，它通过垂直偏转器直接将电压打到屏幕上，而且扫描速率和波形刷新率都很快。数字示波器是通过 A/D 将波形电压量化，存到内存中，处理之后再显示，数字示波器屏幕的显示分辨率是有限的，通常为 6?0 点或 1000 点，若您将示波器的存储深度(记录长度)设置成 10K 或 2M, 这意味着，要让内存中 10K 或 2M 点的信息量通过 6?0 个点或 1000个点来反映，无论算法有多好，都会带来一定的显示误差，波形加粗的程度和存储深度是相关的，这些问题是数字示波器特有的问题，另外数字示波器缺省显示方式为矢量显示方式，即会在两个采样点之间以线性算法，或正弦内插算法插入一些点，模拟示波器没有这些问题。您可试着将示波器记录长度改为 500 点，并将矢量显示改为点显示，观察数字示波器每次采样实际得到的数据，调整时基，可以清楚得看到这些点，即使使用矢量显示，线会变细些。仅从仪器角度出发，另外测量小信号，使用 1:1 的探头得结果，可能会比 10:1 探头更好些。另外，模拟示波器没有采样率的概念，只有扫描速率概念，使用数字示波器，采样率很多时候需考虑。

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59．模拟和数字示波器在观察波形的细部时，那个更有优势（例如：在过零点和峰值时，观察 1%以下的寄生波形）？答：观察 1%以下的寄生波形，无论是模拟示波器还是数字示波器，观察其精度都不是很好，模拟示波器的垂直精度未必比数字示波器更高，如某 500MHz 带宽的模拟示波器垂直精度是+/-3%, 并不比数字示波器(通常为 1~2%精度)更具优势，而且对细节，数字示波器的自动测量功能比模拟示波器的人工测量更精确。

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60．数字示波器一般提供在线显示均方根值，它的精度一般是多少？答：示波器的幅值测量精度，很多人用 A/D 位数来衡量，实际上，随着您所用的示波器带宽，实际的采样率设置等，会有变化，若带宽不够，本身带来的幅值测量误差就很大，若带宽够了，采样设置很高，实际的幅值测量精度就不如采样率低的时候的精度(您有时可参考示波器的用户手册，它可能会给出不同采样率下，示波器的 A/D 实际有效位数);总的来讲，示波器测量幅值，包括均方根值的精度往往不如万用表，同样，测量频率，它不如频率计数器。

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61．如何捕捉并重现稍纵即失的瞬时信号？答：将示波器设置成单次采集方式(触发模式设置成 Normal ,触发条件设置成边沿触发，并将触发电平调到适当值，然后将扫描方式设置成单次方式)，如果使用的是是德科技5462xA/D,546?xA/D,5483xB/D,5485xA,这些仪器都支持 MegaZoom 功能，就是说，可在观察信号全局的同时，对局部细节进行放大观察，或者通过移动屏幕的方式，或者通过双时基显示功能来完成。注意示波器的存储深度将决定所能采集信号的时间，和能用到的最大采样速率。

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62．是德科技的哪种示波器能够测试频率为 500M 的载波信号？答：如果仅测载波信号本身，通常载波信号为正弦波，推荐使用 1.5GHz 示波器(是德科技 54845B),使用 BNC 电缆连接被测对象，可得到~94.6%的上升时间测量精度。若必须使用探头，推荐使用 1157A 有源探头(2.5GHz 带宽)。如果使用 500MHz 带宽的示波器，即使使用 BNC 电缆，最好情况下得到的幅度测量误差是 29.3%,上升时间测量精度是 58.6%。

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63．示波器标称为 60MHZ，是否可以理解为它最大可以测到 60MHZ？答：60MHz 带宽示波器，并不意味着可以很好地测量 60MHz 的信号，根据示波器带宽的定义，如果输入峰峰值为 1V 的 60MHz 的正弦波到 60MHz 带宽的示波器上，从示波器上将看到 0.707V 的信号(30%幅值测量误差)。

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64．用标称为 60MHZ 的示波器测 4.1943MHZ 的方波时测不到，为什么？答：如果要测试的是方波，选择示波器的参考标准是信号的上升时间，若示波器带宽＝0.35/信号上升时间* 3，则上升时间测量误差为 5.4%左右。示波器的探头带宽也很重要，如果使用的示波器探头包括其前端附件构成的系统带宽很低，将会使示波器带宽大大下降。如若您使用 20MHz 带宽的探头，则能实现的最大带宽是 20MHz。如果在探头前端使用连接导线，会进一步降低探头性能(但对~4MHz 方波，不应有太大影响，因为速度不是很快) 。另外，查看一下示波器使用手册，有的厂家新推出的示波器，在 1:1 设置下，其实际带宽将锐减到<=6MHz,对于~4MHz 的方波，其三次谐波是 12MHz,其五次谐波是 20MHz,若带宽降到 6MHz,对信号幅值衰减很大，即使能看到信号，也绝对不是方波，而是幅值被衰减了的正弦波。当然，测不出信号的原因可能有多种，如探头接触不好，但该现象很容易被排除。建议可以用 BNC 电缆连接一函数发生器，检验该示波器本身有没有问题，探头有没有问题，如有问题，可和厂家直接联系。

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65．怎样测量时钟的稳定度？答：假设使用的是 5483xB/D、548xxA 、5484xB 或 5485xA ，可以用其标准配置的直方图方式测量，其时钟边沿或幅值的抖动情况，具体可参见是德科技的应用**：“Jitter Analysis Techniques Using an Keysight Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988－6109EN)，可测量其最坏情况下的抖动情况。对于 5485xA,若您希望更加强大的抖动分析功能，其配有专门的抖动分析软件，提供功能十分强大的抖动分析，具体可参见 5485x 示波器的 Datasheet，更详细的信息，可致电安捷伦。

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66．使用是德科技示波器精确测量 PLL 中周期抖动有什么方法和技巧？答：如果用的是 5483xB/D、548xxA 、5484xB 和 5485xA , 可以用其标准配置的直方图方式测量，其时钟边沿或幅值的抖动情况，具体可参是德科技的应用**“Jitter Analysis Techniques Using an Keysight Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988－6109EN)，可测量其最坏情况下的抖动情况。对于 5485xA，如果希望更加强大的抖动分析功能，其配有专门的抖动分析软件，提供功能十分强大的抖动分析，提醒在使用示波器时，要注意其本身的抖动相关指标是否满足测试需求，如示波器本身的触发抖动指标等，同时要注意使用不同的探头和探头连接附件时，若不能保证示波器的系统带宽，测量结果会不准确。

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67．如何使用是德科技示波器测量 PLL 的 Settle time？答：可使用是德科技 548xx 系列示波器+USB-GPIB 82357A 适配器+软件选件来完成。也可使用是德科技的较低价位的调制域分析仪来完成。

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68．设计一个 PLL,，如何测量 PFD(频率鉴相器)的死区?答：可以将示波器的一个通道连接到参考信号，另一通道连到反馈信号，设置示波器的触发条件为建立保持时间触发，这时，在调整示波器建立保持时间设置的同时，调整参考信号，直到失锁，这时的建立保持时间设置就对应您的 PFD 死区。理论上，认为失锁会在两个时刻发生，一是在初始工作时间，两个信号相差(频差)超过 PLL 的捕捉带宽；另一是在跟踪过程中，反馈信号变化过大，使两个信号相差超过 PLL的跟踪带宽会失锁。安捷伦所有 548xx 系列示波器都可完成该测量(在带宽满足的前提下)。

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69．使用是德科技设备如何测试光信号？答：是德科技有全套测试方案测量光信号，从光源、光谱仪、光万用表、光示波器、光波长计等，如果想用实时示波器测量光信号，可使用光电转换器结合示波器完成测量。

只看该作者 · 2022-4-20 15:41

70．如何使用示波器测量电源纹波？答：可以先用示波器将波形整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量)，同时还利用示波器的 FFT 功能从频域分析。通常若不太清楚被测对象细节(幅值，频率等)的情况下，可使用”AutoScale”按钮，观察到信号的大概，再调整水平控制旋钮和垂直控制旋钮，以得到最佳的显示(如，幅值尽量满屏显示)，再用 Zoom 功能将波形作满平放大显示，测电源纹波时，可将纹波部分用 Zoom 功能放大来分析；另外，可能会考虑从频域角度分析电源，观察其谐波和杂波情况，为此，可让示波器显示尽量多个周期信号，将示波器的存储深度仅可能用到最大，采样率设置成适当的数值，以保证波形不失真，这样得到的频率分辨率为采样率除以当前存储深度设置，观察各次谐波及其与基波的幅度差。另外，若使用 MatLab 软件，可利用 MatLab 软件的强大功能对捕获的信号数据进行更加深入的分析。546xx、548xx 都标准配置有和计算机相连的软件，直接将数据取到计算机中，以进一步分析，当然，也可将 Matlab 软件直接装到 548xx 中。若已经知道电路的参数,可直接调整示波器设置，让其工作在合适的采样率和垂直刻度下。

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71．开关电源输出电压的纹波是一个重要的指标，如何正确使用示波器来测量这个指标？答：纹波的定义是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号，英文称为 PARD(Periodic And Random Deviation)。它的定义是杂波的峰峰值。测量纹波要注意的事项：示波器探头地线会带来很大纹波，应该拔掉地线直接使用探头内地线进行测量。当然，最好的测量方法是使用 50 欧姆终端电阻，用 BNC 电缆直接连接到示波器，这里应该注意该 50 欧姆电阻要考虑功耗，可能要大功率电阻。相关的标准要求，比如是否要分出周期性工频纹波和开关纹波，高频噪声等。再比如，测量频率是否要限制在 20MHz 以下。

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72．测纹波时有很大一部分是５０赫兹的周期性尖脉冲，负载电流越大，脉冲幅度越大，有哪些具体的解决办法？答：在泰克功率测量系统中，当进行纹波测量时，我们可以选择工频纹波测试或开关纹波测试，这样就可自动滤掉不相关频率的纹波，比如：选择测试 200KHz 的纹波，那么示波器将会自动对其他频率成分进行滤波。