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采样速率是数字示波器的一项重要指标

更新时间:2021-06-03点击次数:735
  采样速率也称为数字化速率,是指单位时间内,对模拟输入信号的采样次数,常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的一项重要指标。
 
  1.如果采样速率不够,容易出现混迭现象
 
  如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号,示波器显示的信号频率却是50KHz,这是怎么回事呢?这是因为示波器的采样速率太慢,产生了混迭现象。
 
  混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率,或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了,而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。
 
  那么,对于一个未知频率的波形,如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢?可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档,看波形的频率参数是否急剧改变,如果是,说明波形混迭已经发生;
 
  或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来,也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯特定理,采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不会发生混迭,如一个500MHz的信号,至少需要1GS/s的采样速率。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生:
 
  ·调整扫速;
 
  ·采用自动设置(Autoset);
 
  ·试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式,因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值,而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值,这两种方法都能检测到较快的信号变化。
 
  ·如果示波器有Insta Vu采集方式,可以选用,因为这种方式采集波形速度快,用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。
 
  2.采样速率与t/div的关系
 
  每台数字示波器的最大采样速率是一个定值。但是,在任意一个扫描时间t/div,采样速率fs由下式给出:
 
  fs=N/(t/div) N为每格采样点
 
  当采样点数N为一定值时,fs与t/div成反比,扫速越大,采样速率越低。下面是TDS520B的一组扫速与采样速率的数据:
 
  表1扫速与采样速率
 
  t/div(ns)1252550100200fs(GS/s)502510210.50.25
 
  综上所述,使用数字示波器时,为了避免混迭,扫速档最好置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺,扫速档则最好置于主扫速较慢的位置。