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数字示波器在实际应用中注意的一些问题

数字示波器一直是工程师设计、调试产品的好帮手。但随着计算机、半导体和通信技术的发展，电路系统的信号时钟速度越来越快，信号上升时间也越来越短，导致因底层模拟信号完整性问题引发的数字错误日益突出。针对这些新的测试挑战，示波器供应商不断推出了性能更好的数字示波器。但要想准确快速地对系统信号进行分析，量测时还有很多新的因素必须考虑。如仪器速度能否跟上被测信号的变化、带宽是否足够、量测方**不会引入干扰，甚至还有所用于的探头是否合适等等。
(1) 带宽选择
每台数字示波器都有一个频率范围，比如 60MHz 示波器，是不是可以理解为它*大可以测到 60MHz 呢？ 60MHz 带宽示波器，并不意味着可以很好地量测 60MHz 的信号。根据示波器带宽的定义，若输入峰峰值为 1V 的 60MHz 正弦波到 60MHz 带宽示波器上，您在示波器上将看到 0.707V 的信号 (30% 幅值量测误差 ) 。如果测试方波，选择示波器的参考标准应是信号上升时间，示波器带宽＝ 0.35/ 信号上升时间 ×3 ，此时您的上升时间量测误差为 5.4% 左右。
数字示波器的探头带宽也很重要，若用于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。如若用于 20MHz 带宽的探头，则能实现的*大带宽是 20MHz ，如果在探头前端用于连接导线，将会进一步降低探头性能。另外还要看一下示波器用于手册，有的 60MHz 示波器在 1:1 设置下，其实际带宽将锐减到 6MHz 以下，对于 4MHz 左右的方波，其三次谐波 12MHz ，五次谐波 20MHz ，若带宽降到 6MHz ，对信号幅值衰减很大，即使能看到信号也**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 ( 该现象很容易排除 ) ，建议用 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。
(2) 如何捕捉并使其重现瞬时信号
将数字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 ) ，注意示波器的存储深度将决定您能采集信号的时间以及能用到的*大采样速率。
(3) **量测在 PLL 中周期抖动的方法和技巧
在用于示波器时，要注意其本身的抖动相关指标是否满足您的测试需求，如示波器本身的触发抖动指标等。同时要注意用于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，量测结果也会不准确。另外关于 PLL 设置时间的量测，可用于示波器 +USB-GPIB 适配器 + 软件选件来完成，也可用较为便宜的调制域分析仪。
(4) 如何捕捉经过放大后的电流信号
如果信号的确存在，但示波器有时能抓到有时抓不到，这就可能和示波器的设置有关系。通常可将示波器触发模式设置成 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。如果这种方式还不行，那就可能是仪器出了问题。
(5) 如何量测电源纹波
可以先用示波器将整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和量测 ( 自动量测或光标量测均可 ) ，同时还要利用示波器的 FFT 功能从频域进行分析。
(6) 数字示波器单片机开发中的应用
I2C 总线信号一般工作速率不超过 400Kbps ，*近也出现了几 Mbps 的芯片，有的示波器在设置触发条件时，无需顾及不同速率的影响，但对其它总线，如 CAN 总线，则需要先在示波器上设置 CAN 总线当前的实际工作速率以便示波器能正确理解协议，并正确触发。若想对 Inter-IC 总线信号进行进一步的分析，如协议级分析，可用于逻辑分析仪，但相对来说价格比较高。
(7) 关于模拟和数字示波器比较
观察 1% 以下寄生波形，无论是模拟示波器还是数字示波器，观察精度都不是很好。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% ，这并不比数字示波器 ( 通常精度为 1 ～ 2%) 更具优势，而且对细节，数字示波器的自动量测功能比模拟示波器的人工量测更**。
对于示波器的幅值量测精度，很多人用 A/D 位数来衡量。实际上，随着您所用��示波器带宽、实际采样率设置等，它会有所变化。若带宽不够，本身带来的幅值量测误差就很大，若带宽够了，采样设置很高，实际的幅值量测精度也不如采样率低时候的精度 ( 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，示波器量测幅值，包括均方根值的精度往往不如万用表，同理，量测频率它不如频率计数器。

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