示波器的采样率和存储深度
示波器的采样率和存储深度
示波器的采样率和存储深度带宽、采样率和存储深度是数字示波器的三大关键指标。
相对于工程师们对示波器带宽的熟悉和重视，采样率和存储深度往往在示波器的选型、评估和测试中为大家所忽视。
这篇文章的目的是通过简单介绍采样率和存储深度的相关理论结合常见的应用帮助工程师更好的理解采样率和存储深度这两个指针的重要特征及对实际测试的影响，同时有助于我们掌握选择示波器的权衡方法，树立正确的使用示波器的观念。
在开始了解采样和存储的相关概念前，我们先回顾一下数字存储示波器的工作原理。
图1 数字存储示波器的原理组成框图输入的电压信号经耦合电路后送至前端放大器，前端放大器将信号放大，以提高示波器的灵敏度和动态范围。
放大器输出的信号由取样/保持电路进行取样，并由A/D转换器数字化，经过A/D转换后，信号变成了数字形式存入内存中，微处理器对内存中的数字化信号波形进行相应的处理，并显示在显示屏上。
这就是数字存储示波器的工作过程。
采样、采样速率我们知道，计算机只能处理离散的数字信号。
在模拟电压信号进入示波器后面临的首要问题就是连续信号的数字化（模/数转化）问题。
一般把从连续信号到离散信号的过程叫采样（sampli ng）。
连续信号必须经过采样和量化才能被计算机处理，因此，采样是数字示波器作波形运算和分析的基础。
通过测量等时间间隔波形的电压幅值，并把该电压转化为用八位二进制代码表示的数字信息，这就是数字存储示波器的采样。
采样电压之间的时间间隔越小，那么重建出来的波形就越接近原始信号。
采样率（sampli ng rate）就是采样时间间隔。
比如，如果示波器的采样率是每秒10G次（10GSa/s），则意味着每100ps进行一次采样。
数字示波器的原理
数字示波器的原理
1.采样：数字示波器通过内置的模数转换器将连续的模拟信号转换为
离散的数字信号。
采样率是指每秒对模拟信号进行采样的次数，一般为其
信号带宽的两倍。
例如，如果信号带宽为100MHz，则通常需要至少
200MS/s的采样率。
2.数字化：采样后的模拟信号被转换为数字形式的样本。
转换的精度
由示波器的分辨率决定，分辨率越高，则样本越准确。
3.存储：示波器将采样到的数字样本存储在内存中，形成数字波形。
存储深度是示波器内存的大小，深度越大，则可存储的波形越长。
4.显示：示波器将存储的数字波形通过内置的显示器显示出来。
用户
可以通过控制面板或计算机软件对波形进行观察和操作。
一般来说，示波
器的显示器能够以较高的分辨率和刷新率显示波形。
5.分析：数字示波器提供多种分析功能，例如测量信号的幅值、频率、相位等，还可以进行波形的加减乘除、傅里叶变换等操作。
这些分析功能
有助于用户对信号进行深入的分析和理解。
总的来说，数字示波器通过采样、数字化、存储、显示和分析等步骤，能够准确地捕捉和展示信号的各种特征，为工程师和科研人员提供了强大
的测量和分析工具。
关于示波器的采样率-汪进进
关于示波器的采样率汪进进关于示波器的采样率采样率（Sampling Rate)，顾名思义就是“采样的速率”，就是单位时间内将模拟电平转换成离散的采样点的速率，譬如采样率为4GSa/s就表示每秒采样4G个点。
Sa是Samples的缩写。
有些示波器厂商写作4GS/s。
当然，采用不同量纲的单位就是MSa/s、MS/s，KSa/s、KS/s，Sa/s，S/s。
1，采样过程反应了数字示波器的本质：将模拟信号离散为一个一个的采样点数字示波器区别于模拟示波器的一个最大不同是将模拟信号进行离散化。
我们常说的话是，“在数字世界里，永远只有0和1”。
如何将那些各种不同形状的模拟信号转换成为0和1呢? 图1和图2表示了示波器将模拟信号离散化的过程。
采样-保持电路根据采样时钟将连续的模拟信号“等时间间隔地”、“实时地”转换为离散的电平，离散的电平再经过模数转换器（ADC）转换为一系列的0和1。
对于8位ADC来说，8个连续的0和1组成一个采样点，代表了一个电平值。
示波器将这些离散的采样点直接显示或将点和点通过某种方式相连显示为示波器屏幕上的波形。
示波器保存的离散的采样点的个数就是“存储深度(memory）”。
INPUTWA VEFORMSA MPLEDWA VEFORMSA MPLING CLOCK图1 采样-保持电路将模拟信号转换成一个一个离散的电平汪进进深圳市鼎阳科技有限公司图2 ADC将模拟信号离散化为0和1组成的采样点将图1和图2的离散化过程换个示意图来表达，如图3所示，离散的采样点之间的间隔就是采样周期，采样周期的倒数就是采样率。
采样率4GSa/s就表示两个采样点之间的间隔为500ps。
在“点显示”方式和“线性插值”模式下，将示波器屏幕上的波形展开，有些示波器能看出屏幕上等时间间隔的采样点，打开示波器光标可以测量出两个点之间的间隔即为采样周期。
图3 采样周期表示相邻两个采样点之间的间隔2，最高采样率 VS当前采样率在示波器的前面板上通常都会标识采样率，如图4所示是中国首款智能示波器SDS3000系列中的一款SDS3054，她的面板上标识了采样率为 4GS/s，该采样率就是指这台示波器可以工作到的最高采样率。
关于示波器的存储深度-汪进进
关于示波器的存储深度汪进进关于示波器的存储深度存储深度被称为示波器的第三大指标。
存储深度=采样率*采样时间。
这个关系式被笔者称为示波器的第一关系式。
1，存储深度的基本概念“存储深度”是个翻译过来的词语,英文叫“Record Length ”。
有的将它翻译成“存储长度”，“记录长度”，等。
它表示示波器可以保存的采样点的个数。
存储深度是“1千万个采样点”，示波器厂商写作10Mpts,10MS 或10M 的都有。
这里，pts 可以理解为points 的缩写，S 理解为Samples 的意思。
存储深度表现在物理介质上其实是某种存储器的容量，存储器英文就是“Memory ”。
该存储器容量的大小也就是“存储深度”。
存储器保存满了，达到存储深度的极限之后怎么办？ 我们可以将示波器的存储器理解为环形存储器。
示波器不断采样得到新的采样点会填充进来，老的采样点会自动地溢出，这样周而复始的过程直到示波器被“触发信号”“叫停”或者间隔一定长的时间被强迫“叫停”为止。
“叫停”一次，示波器就将存储器中保存的这些采样点“搬移”到示波器的屏幕上显示。
这两次“搬移”之间等待的时间相对于采样的时间极其漫长，被称为“死区时间”。
上述过程经常被笔者这样打比方：存储器就像一个“水缸”，“水缸”的容量就是“存储深度”。
如果使用一个“水龙头”以恒定的速度对水缸注水，水龙头的水流速度就是“采样率”。
当水缸已经被注满水之后，水龙头仍然在对水缸注水，水缸里的水有一部分会溢出来，但水缸的总体容量是保持不变的。
在某种条件下，水缸里的水将被全部倒出来，周而复始。
图1形象地表示了这种环形存储器的概念。
图1 示波器的环形存储器2，示波器存储器的物理介质存储器的物理介质是什么? 是否就是我们熟悉的DDR 内存呢? 容量为什么那么小？为什么不可以用硬盘或者SD 卡等大容量介质作为物理介质呢？ 如果是硬盘作为存储介质，示波器不就可以作为数据记录仪了吗？回答上述问题其实并不容易！据笔者了解，早期的示波器包括现在的高带宽示波器使用的存储器都是示波器厂商自己设计的专用芯 7 环形存储器汪进进深圳市鼎阳科技有限公司片，甚至一度存储器芯片和ADC芯片之间的配合是A公司（后来叫K公司）的一个技术瓶颈。
示波器选型参数
示波器选型参数在电子设计实践中，示波器是用于分析和定位问题必不可少的设备。
随着电子学的发展，信号速度越来越高，利用示波器测量信号的上升/下降、建立/保持时间，过冲/下冲，眼图等参数，可以快速地定位问题。
本文就示波器选型的一些关键参数作简要介绍。
举例说，假定一个幅度1V，频率100MHz的正弦信号输入到带宽100MHz的示波器，则经过示波器输入通道后，示波器接收到的信号幅度只有0.707V。
图1. 示波器和测量电路的简单模型不同带宽指标示波器的频率响应特点大多数带宽技术指标在1 GHz 及以下的示波器通常会出现高斯响应，并在-3 dB 频率的三分之一处表现出缓慢下降特征，如图2所示：图2. 示波器高斯频率响应带宽技术指标大于1 GHz 的示波器通常拥有最大平坦频率响应，如图3所示。
这类响应通常在-3 dB 频率附近显示出具有更陡峭的下降特征、更为平坦的带内响应。
图3. 示波器最大平坦度频率响应不同的示波器频率响应各有其优缺点。
具有最大平坦度响应的示波器衰减带内信号的数量少于具有高斯响应的示波器，这表明前者能够更精确地测量带内信号。
带有高斯响应的示波器衰减带外信号的数量少于具有最大平坦度响应的示波器，这表明在相同的带宽技术指标下，前者拥有更快的上升时间。
有时，将带外信号衰减到更高的程度可有助于消除会造成采样混叠的高频率分量，从而达到奈奎斯特标准。
奈奎斯特采样定律将在后文阐述。
理论误差正弦波是单一频率的，使用正弦波信号发生器，在扫描频率上测试示波器的带宽和频率响应。
信号-3 dB频率处衰减约为-30%幅度误差，如图4所示。
所以当信号的主要频率接近示波器的带宽时，很难对信号进行非常精确的测量。
理论上，测量的信号幅度误差可以用下面公式估计：其中：R=带宽/输入信号频率图4. 示波器带宽vs信号频率理想方波除正弦波外，其它波都可以看作不同频率正弦波加权叠加而成。
方波是由基波与无数奇次谐波叠加所构成。
方波是理想波形，我们近似方波只用前几个谐波叠加，叠加的奇次谐波频率越高，实际波形的上升波形越陡峭，就越接近理想方波。
示波器的三大基本参数
示波器的三个重要参数是：带宽、采样率、存储深度。
1.带宽定义：示波器带宽的定义没有变，就是输入一个正弦波，保持幅度不变，增加信号频率，当示波器上显示的信号是实际信号幅度的70.7%(即3dB衰减)的时候，该对应的频率就等于示波器带宽。
100MHz的带宽在测量100MHz的正弦波时，幅度会下降到原来的0.7，但是100mhz带宽的示波器不能测100mhz的方波，因为方波由基波和奇次谐波组成，5次以下的谐波对方波波形影响很大，所有要较好的看清楚方波，示波器带宽至少要比待测波形频率大5倍。
2.采样率:每秒采样多少个样点。
根据香农定理，为了避免波形混叠，采样率应该大于波形频率的2倍。
一般来说采样率是带宽的5倍即可，比如200M带宽的示波器，配1G采样率就可以了。
追求更高的采样率无非为了抓小毛刺，但是这些高频毛刺在带宽层已经被滤掉了，更高的采样率并不能带来很好的收益。
3.存储深度：表示示波器可以保存的采样点的个数。
存储深度=采样率*采样时间。
笔者一直执着地将它称为示波器中的第一关系式，因为很多工程师在使用示波器过程中因为忘记这个关系式而产生错误。
如图2为中国首款智能示波器SDS3000的显示界面。
右下方红色方框中，右边两个数值50MS/s和20ms/div相乘，再乘以10，就等于左边的数10MS。
当前采样率为50MS/s，当前时基为20ms/div，因为水平轴是10格（有些示波器是12格或14格），因此采样时间为200ms, 50MS/s * 200ms = 10MS。
就是说以50MS/s 的采样率捕获200ms的波形，需要示波器的存储深度是10MS。
示波器技术要求
示波器技术要求
1、带宽1GHz，4条模拟通道；
2、所有通道采样率不少于10GS/s；
3、所有通道存储深度不少于250M，可实现分段存储；
4、垂直分辨率不小于12bits，增强模式不小于15bits；
5、通道隔离度60dB@200MHz, 40dB@1GHz；
6、最小档位1mV/div，DC增益精度±0.5% 档位；
7、本底噪声不高于275uVrms@50mV/div ；
8、支持多种智能触发：边沿、脉宽、毛刺、窗口、欠幅、占空比、频率、上升时间等，支持触发条件级联：实时采样模式下依次满足所有条件后触发，分段采样模式下满足初始条件后每满足一次后续条件触发一次；
9、支持TriggerScan自动判断选择最优触发条件；
10、支持WaveScan智能搜索波形特征；
11、最大波形捕获率一百万次/秒；
12、最多可同时进行8组参数测量和8组函数运算；
13、配置频谱分析软件；
14、12英寸触摸屏，支持手势操作；
15、带Windows操作系统；。
示波器的频率范围和带宽选择
示波器的频率范围和带宽选择示波器是一种广泛应用于电子测量和实验中的仪器。
它通过观察电信号的波形来分析和测量各种电子设备的性能。
在使用示波器时，我们需要了解和选择合适的频率范围和带宽，以确保得到准确可靠的测量结果。
本文将探讨示波器的频率范围和带宽选择的重要性以及选择时需要考虑的因素。
一、示波器频率范围的意义示波器的频率范围是指它能够准确显示和测量的信号频率范围。
示波器通常使用的是模拟信号处理技术，其频率范围是有限的，超过频率范围的信号将无法正确显示和测量。
在选择示波器的频率范围时，我们需要考虑待测信号的频率。
如果待测信号的频率超过了示波器的频率范围，那么示波器将无法正确显示信号的波形和幅值。
因此，选择适合的示波器频率范围非常重要。
二、示波器带宽的意义示波器的带宽是指示波器能够准确显示和测量的最高频率信号。
示波器的带宽取决于示波器的内部电路和信号传输路径的特性。
当我们选择示波器的带宽时，我们需要根据待测信号的带宽来确定。
如果待测信号的带宽超过了示波器的带宽，那么示波器将无法完整地显示信号的波形和细节，从而导致测量结果的不准确。
因此，根据待测信号的带宽选择适当的示波器带宽非常重要。
三、频率范围和带宽选择的因素在选择示波器的频率范围和带宽时，我们需要考虑以下几个因素：1. 待测信号的频率和带宽：首先要了解待测信号的频率和带宽范围。
根据待测信号的特性选择示波器的频率范围和带宽。
2. 频率分辨率和波形准确度：频率范围和带宽对示波器的频率分辨率和波形准确度有直接影响。
如果对测量的频率和波形要求较高，需要选择具有更宽频率范围和更高带宽的示波器。
3. 频率范围和带宽的成本：通常来说，宽频率范围和高带宽的示波器更昂贵。
因此，我们需要根据实际需求和预算来选择合适的频率范围和带宽。
4. 频率范围和带宽的未来扩展：在选择示波器的频率范围和带宽时，我们还需要考虑未来的扩展需求。
如果预计在将来需要测量更高频率和更宽带宽的信号，可以选择具有更大频率范围和带宽余量的示波器。
示波器基础系列之二-示波器的采样率和存储深度(2)
存储、存储深度把经过A/D数字化后的八位二进制波形信息存储到示波器的高速CMOS存储器中，就是示波器的存储，这个过程是“写过程”。
存储器的容量（存储深度）是很重要的。
对于DSO，其最大存储深度是一定的，但是在实际测试中所使用的存储长度却是可变的。
在存储深度一定的情况下，存储速度越快，存储时间就越短，他们之间是一个反比关系。
存储速度等效于采样率，存储时间等效于采样时间，采样时间由示波器的显示窗口所代表的时间决定，所以：存储深度＝采样率×采样时间（距离= 速度×时间）力科示波器的时基（Time Base）标签即直观的显示了这三者之间的关系，如图9所示由于DSO的水平刻度分为10格，每格的所代表的时间长度即为时基（time base）,单位是t/div,所以采样时间＝time base ×10.DSO的水平刻度分为10格，每格的所代表的时间长度即为时基（time base）,单位是t/div,所以采样时间＝time base ×10.由以上关系式我们知道，提高示波器的存储深度可以间接提高示波器的采样率：当要测量较长时间的波形时，由于存储深度是固定的，所以只能降低采样率来达到，但这样势必造成波形质量的下降；如果增大存储深度，则可以以更高的采样率来测量，以获取不失真的波形。
图10的曲线充分揭示了采样率、存储深度、采样时间三者的关系及存储深度对示波器实际采样率的影响。
比如，当时基选择10us/div档位时，整个示波器窗口的采样时间是10us/div * 10格=100us，在1Mpts的存储深度下，当前的实际采样率为：1M÷100us=10Gs/s，如果存储深度只有250K，那当前的实际采样率就只要2.5GS/s了！一句话，存储深度决定了DSO同时分析高频和低频现象的能力，包括低速信号的高频噪声和高速信号的低频调制。
DSO同时分析高频和低频现象的能力，包括低速信号的高频噪声和高速信号的低频调制。
示波器的采样率和存储深度分析
示波器的采样率和存储深度分析示波器是一种用于测量和分析电子信号的仪器。
它能够将电子信号转换成图形，帮助工程师分析电路中的问题。
在使用示波器进行测量时，采样率和存储深度是两个非常重要的参数。
本文将对示波器的采样率和存储深度进行详细分析。
一、采样率采样率是示波器进行信号采样的速度。
它表示每秒钟采集的样本数，通常以赫兹（Hz）为单位。
采样率越高，示波器可以细致地还原原始信号的细节，从而提供更准确的测量结果。
示波器的采样率决定了它能够还原信号的能力。
根据奈奎斯特定理，为了准确还原一个信号，采样率必须至少是信号带宽的两倍。
只有采样率满足奈奎斯特定理的要求，示波器才能准确地还原信号，否则会出现混叠效应，信号的高频成分无法正确显示。
在选择示波器时，需要根据被测信号的最高频率来确定采样率的要求。
一般来说，采样率的建议值是信号带宽的5倍，以确保测量的精度和准确性。
如果采样率过低，将无法捕捉到信号的快速变化，导致测量结果不准确。
二、存储深度存储深度是示波器用于记录和存储信号的能力。
它表示示波器可以存储的样本数目。
存储深度越大，示波器可以记录更长时间的信号，从而提供更详细的波形展示和分析。
示波器的存储深度对于捕捉瞬态信号和长时间信号变化非常重要。
存储深度决定了示波器可以记录多少时间的信号，并以此来生成波形图。
当被测信号发生瞬时变化时，存储深度越大，示波器能够捕捉到更多的数据点，从而提供更准确的波形展示。
存储深度还可以影响示波器的触发能力。
触发是示波器采集信号的一个关键过程，它可以使示波器在特定条件下，如信号达到某个阈值或特定的信号边沿时进行采样。
较大的存储深度可以提高触发的准确性和可靠性。
在选择示波器时，需要根据需要采集的信号持续时间来确定存储深度的要求。
一般来说，存储深度建议是采样率的1000倍。
这样可以确保示波器能够提供足够长时间的波形图，以便对信号进行详细的分析和检测。
结论示波器的采样率和存储深度是影响测量准确性和分析能力的重要参数。
示波器 参数
示波器参数一、什么是示波器示波器（Oscilloscope）是一种用来观测和测量电信号波形的仪器。
它可以将电信号转换成可视化的波形图形，帮助工程师分析和诊断电路的性能问题。
示波器通常由显示屏、控制面板、输入输出接口等组成，具备多种参数和功能，以适应不同的测量需求。
二、示波器的参数示波器的参数是评估和比较示波器性能的重要指标，不同的参数可以反映示波器的测量能力、信号处理能力、显示能力等方面。
1. 带宽（Bandwidth）带宽是示波器最基本的参数之一，表示示波器能够准确显示的最高频率。
带宽通常以频率单位表示，如MHz或GHz。
示波器的带宽决定了它能够测量和显示的信号频率范围，带宽越高，示波器能够显示的高频信号越多。
2. 采样率（Sample Rate）采样率是示波器进行信号采样的速率，表示每秒采集的信号点数。
采样率决定了示波器对信号波形的重建精度，过低的采样率可能导致信号失真或丢失细节。
一般来说，示波器的采样率应该满足奈奎斯特采样定理，即采样率应至少是被测信号最高频率的两倍。
3. 垂直灵敏度（Vertical Sensitivity）垂直灵敏度是示波器能够测量和显示的最小电压变化。
它通常以电压单位表示，如mV、V或kV。
垂直灵敏度决定了示波器对小信号的测量能力，灵敏度越高，示波器能够显示的微弱信号越多。
4. 水平灵敏度（Horizontal Sensitivity）水平灵敏度是示波器可以显示的最小时间间隔，表示示波器能够分辨两个时间点之间的最小差异。
水平灵敏度通常以时间单位表示，如ns、μs或ms。
水平灵敏度决定了示波器对时间测量的精度，灵敏度越高，示波器能够显示更细微的时间变化。
5. 存储深度（Memory Depth）存储深度是示波器能够存储和显示的波形数据点数。
存储深度决定了示波器可以捕获和显示的波形长度，存储深度越大，示波器能够显示更长的波形，捕获更多的细节。
6. 垂直分辨率（Vertical Resolution）垂直分辨率是示波器能够显示的最小电压差异。
示波器 采样、存储深度及带宽选择实例
存储深度示波器通过采样把模拟信号变换为数字信号，每一个采样点用八位的二进制数表示，即一个字节。
示波器显示窗口一次性可显示的最大波形采样点数即为示波器的存储深度；也可理解为一个波形记录的最大采样点数。
在存储深度一定的情况下，存储速度越快，存储时间就越短，他们之间是一个反比关系。
存储速度等效于采样率，存储时间等效于采样时间，采样时间由示波器的显示窗口所代表的时间决定，所以存储深度＝采样率×采样时间（距离= 速度x 时间）提高示波器的存储深度可以间接提高示波器的采样率：当要测量较长时间的波形时，由于存储深度是固定的，所以只能降低采样率来达到，但这样势必造成波形质量的下降；如果增大存储深度，则可以以更高的采样率来测量，以获取不失真的波形。
波形存储原理§ 示波器的存储由两个方面来完成：§ 触发信号和延时的设定确定了示波器存储的起点；§ 示波器的存储深度决定了数据存储的终点。
§ 记录时间＝记录长度/ 采样率采样、存储深度及带宽选择实例已知条件：希望获取2ms的波形，被测信号为500MHz的差分信号，选择合适的示波器带宽、存储深度和采样率。
1 示波器带宽选择为被测信号5-10倍，具体值取6倍，即3GHz；探头带宽最好大于示波器带宽，选择3.5GHz；示波器测量系统带宽为2.28GHz：2 信号周期2ns，上升时间估算为周期的10％，即200ps。
要保证波形不失真，上升沿至少有4个采样点，即采样点间距50ps，采样率为20GS/s。
3 在20GS/s的采样率下，获取2ms的波形，则所需存储深度为：存储深度＝采样率×采样时间＝20GS/s ×2ms ＝40M4 根据计算结果，选择和计算结果指标尽量相近的示波器如下：WP7300：3GHz示波器，20GS/s@2Ch；10GS/s@4Ch；48Mpts@2Ch，24M@4Ch波形捕获率和显示刷新率§ 波形捕获率是指示波器每秒捕获到的波形数量，也就是每秒发生的总的触发数量。
示波器你了解多少？存储深度是什么？
⽰波器你了解多少？存储深度是什么？[导读]存储深度（Record Length）也称记录长度，它表⽰⽰波器可以保存的采样点的个数。
存储深度如果为“20000个采样点”则⼀般在技术指标中会写作“2Mpts”（这⾥的pts可以理解为“points”存储深度（Record Length）也称记录长度，它表⽰⽰波器可以保存的采样点的个数。
存储深度如果为“20000个采样点”则⼀般在技术指标中会写作“2Mpts”（这⾥的pts可以理解为“points”的缩写）或2MS（这⾥的S也可以理解为“samples”的意思）。
存储深度表现在物理介质上其实是某种存储器的容量，存储器容量的⼤⼩也就是存储深度。
⽰波器采集的样点存⼊到存储器⾥⾯，当存储器保存满了，⽼的采样点会⾃动溢出，⽰波器不断采样得到的新的采样点⼜会填充进来，就这样周⽽复始，直到⽰波器被触发信号“叫停”，每“叫停”⼀次，⽰波器就将存储器中保存的这些采样点“搬移”到⽰波器的屏幕上进⾏显⽰，这两次“搬移”之间等待的时间被称为“死区时间”。
有个形象的⽐喻，存储器就像⼀个“⽔缸”，“⽔缸”的容量就是“存储深度“，如果使⽤⼀个“⽔龙头”以恒定的速度对⽔缸注⽔，⽔龙头的⽔流速就是“采样率”，当⽔缸已经被注满⽔后，⽔龙头仍然在对⽔缸注⽔，这时候⽔缸⾥的⽔有⼀部分就会溢出来，但⽔缸的总体容量是保持不变的。
存储深度=采样率 × 采样时间，对于数字⽰波器，其最⼤存储深度是⼀定的，但是在实际测试中所使⽤的存储长度却是可变的。
在存储深度⼀定的情况下，存储速度越快，存储时间就越短，他们之间是⼀个反⽐关系。
同时采样率跟时基（timebase）是⼀个联动的关系，也就是调节时基档位越⼩采样率越⾼。
存储速度等效于采样率，存储时间等效于采样时间，采样时间由⽰波器的显⽰窗⼝所代表的时间决定。
譬如当时基选择10µs/div，因为⽔平轴是10格（有些⽰波器是12格或14格），因此采样时间为100µs，在1Mpts的存储深度下，当前的实际采样率为1M÷100µs =10 GS/s , 如果存储深度只有250Kpts，那当前的实际采样率就只要2.5GS/s了。
tds340示波器说明书
tds340示波器说明书摘要：一、概述二、主要性能参数三、结构与外观四、操作步骤五、测量与应用六、维护与保养七、故障排除八、安全注意事项正文：一、概述TDS340示波器是一款高性能的数字存储示波器，广泛应用于各种电子测量场景。
本说明书将为您介绍其基本性能、操作方法以及注意事项等内容。
二、主要性能参数TDS340示波器的主要性能参数包括：1.带宽：100kHz、200kHz、300kHz、500kHz、1MHz可选2.采样率：最高2.5GS/s3.存储深度：2.5kpts4.垂直分辨率：12位5.上升时间：2.5ns6.通道数：2通道或4通道三、结构与外观TDS340示波器采用模块化设计，主要由显示屏幕、操作面板、接口模块等部分组成。
外观尺寸为375mm x 250mm x 100mm，重量约为5kg。
四、操作步骤1.开机：按下开机键，仪器自检后进入待测状态。
2.通道选择：通过操作面板选择所需通道。
3.垂直范围设置：根据被测信号的幅度调整垂直衰减旋钮。
4.水平范围设置：根据被测信号的频率调整时间基座旋钮。
5.触发设置：根据需求调整触发模式、触发源等参数。
6.显示设置：调整屏幕亮度、菜单显示等。
7.测量：开始测量前，请确保已正确连接被测信号。
五、测量与应用TDS340示波器支持多种测量功能，如波形显示、谐波分析、FFT分析等。
应用场景包括：1.电子电路测试与分析2.通信设备测试3.汽车电子检测4.生产线上产品质量检测六、维护与保养1.定期检查连接线，确保连接可靠。
2.避免在高温、潮湿环境中使用。
3.操作时，请勿让示波器受到冲击或摔落。
4.长时间不使用时，请将示波器存放在干燥、通风的地方。
七、故障排除若示波器出现故障，请先检查连接线、电源、通道选择等基本设置。
如仍无法正常使用，请联系售后服务人员。
八、安全注意事项1.在操作示波器前，请仔细阅读说明书。
2.操作过程中，务必遵循相关安全规定。
3.如遇异常情况，请立即切断电源并寻求专业帮助。
示波器芯片
示波器芯片示波器芯片是一种用于测量电信号波形的集成电路芯片。
它可以将电信号转换为可视化的波形，帮助工程师对电路进行分析和问题排查。
示波器芯片包含了多种功能和模块，下面列举一些常见的示波器芯片的特点和功能：1. 通道数：示波器芯片可以提供多个通道，每个通道可以同时测量不同的电信号。
通道数的增加可以提高测量效率，适用于复杂电路的测试。
2. 带宽：示波器芯片的带宽决定了它对高频信号的测量能力。
带宽越高，能够测量的高频信号越多，可以更准确地显示波形。
3. 分辨率：示波器芯片的分辨率是指它可以显示的最小电压变化量。
分辨率越高，可以显示更精细的波形细节。
4. 采样率：示波器芯片的采样率是指它对电信号进行采样的速率。
采样率越高，可以更准确地还原原始信号的波形。
5. 存储深度：示波器芯片的存储深度决定了它可以存储的波形数据量。
存储深度越大，可以存储更长时间的波形，有助于捕捉和分析瞬态事件。
6. 触发功能：示波器芯片可以设置触发条件，当满足触发条件时才开始采样。
触发功能可以帮助工程师在复杂的波形中精确地捕捉感兴趣的信号。
7. 自动测量：示波器芯片通常内置了多种自动测量功能，如峰值、平均值、频率等。
这些功能可以提供快速、准确的测量结果，方便工程师分析波形。
8. 数据通信接口：示波器芯片通常具有多种数据通信接口，如USB、Ethernet等。
这些接口可以将采集到的波形数据传输到计算机或其他设备进行进一步处理和分析。
示波器芯片可以广泛应用于电子工程、通信、医疗、汽车等领域。
它提供了直观、可靠的电信号测量方式，帮助工程师快速定位问题、优化设计，并提高产品质量和可靠性。
近年来，随着物联网和人工智能等新技术的发展，示波器芯片也在不断演进和改进，以满足不断变化的市场需求。
示波器的采样率和存储深度
示波器的采样率和存储深度李军 美国力科公司深圳代表处带宽、采样率和存储深度是数字示波器的三大关键指标。
相对于工程师们对示波器带宽的熟悉和重视，采样率和存储深度往往在示波器的选型、评估和测试中为大家所忽视。
这篇文章的目的是通过简单介绍采样率和存储深度的相关理论结合常见的应用帮助工程师更好的理解采样率和存储深度这两个指标的重要特征及对实际测试的影响，同时有助于我们掌握选择示波器的权衡方法，树立正确的使用示波器的观念。
在开始了解采样和存储的相关概念前，我们先回顾一下数字存储示波器的工作原理。
图1 数字存储示波器的原理组成框图输入的电压信号经耦合电路后送至前端放大器，前端放大器将信号放大，以提高示波器的灵敏度和动态范围。
放大器输出的信号由取样/保持电路进行取样，并由A/D 转换器数字化，经过A/D 转换后，信号变成了数字形式存入存储器中，微处理器对存储器中的数字化信号波形进行相应的处理，并显示在显示屏上。
这就是数字存储示波器的工作过程。
采样、采样速率我们知道，计算机只能处理离散的数字信号。
在模拟电压信号进入示波器后面临的首要问题就是连续信号的数字化（模/数转化）问题。
一般把从连续信号到离散信号的过程叫采样（sampling ）。
连续信号必须经过采样和量化才能被计算机处理，因此，采样是数字示波器作波形运算和分析的基础。
通过测量等时间间隔波形的电压幅值，并把该电压转化为用八位二进制代码表示的数字信息，这就是数字存储示波器的采样。
采样电压之间的时间间隔越小，那么重建出来的波形就越接近原始信号。
采样率（sampling rate ）就是采样时间间隔。
比如，如果示波器的采样率是每秒10G 次（10GSa/s ），则意味着每100ps 进行一次采样。
图2 示波器的采样根据Nyquist 采样定理，当对一个最高频率为f 的带限信号进行采样时，采样频率SF 必须大于f 的两倍以上才能确保从采样值完全重构原来的信号。
这里，f max 称为Nyquist 频率，2 f 为Nyquist 采样率。
数字示波器测试标准
数字示波器测试标准数字示波器在各种电子设备测试中发挥着重要作用。
为了确保数字示波器的测试准确性，以下是数字示波器测试标准的主要方面：1.幅度测量精度：测试数字示波器的幅度测量精度时，应使用已知幅度的信号源进行测试。
将示波器探头连接到信号源，并调整示波器幅度轴，使其与信号源幅度相等。
然后观察示波器显示的波形，检查其幅度是否与信号源的幅度相符。
2.时间测量精度：测试时间测量精度时，应使用具有已知时间间隔的信号源进行测试。
将示波器探头连接到信号源，并调整示波器时间轴，使其与信号源时间间隔相等。
然后观察示波器显示的波形，检查其时间测量值是否与信号源的时间间隔相符。
3.实时采样率：测试实时采样率时，应使用具有高频信号的信号源进行测试。
观察示波器显示的波形，检查其是否能够捕捉到信号源的高频成分。
同时，检查示波器的实时显示是否流畅，无卡顿现象。
4.存储深度：测试存储深度时，应使用具有足够长数据传输时间的信号源进行测试。
将示波器探头连接到信号源，并记录示波器显示的波形数据。
然后检查示波器是否能够将足够长度的波形数据存储下来。
5.触发功能：测试触发功能时，应使用具有已知特征的信号源进行测试。
调整信号源的参数，使其在不同条件下产生信号。
观察示波器显示的波形，检查其是否能够在不同条件下正确触发并显示波形。
6.数字滤波功能：测试数字滤波功能时，应使用具有噪声干扰的信号源进行测试。
将示波器探头连接到信号源，并开启示波器的数字滤波功能。
观察示波器显示的波形，检查其是否能够有效地滤除噪声干扰。
7.图像处理能力：测试图像处理能力时，应使用具有复杂图像的信号源进行测试。
将示波器探头连接到信号源，并调整示波器的显示参数。
观察示波器显示的图像，检查其是否能够清晰地显示出图像的细节和层次。
8.操作系统和软件兼容性：测试操作系统和软件兼容性时，应使用具有不同操作系统和软件的计算机进行测试。
将示波器连接到计算机，并安装相应的软件。
观察示波器是否能够在不同操作系统和软件环境下正常工作并完成测试任务。
示波器的采样率和存储深度
示波器的采样率和存储深度
引言
在选择示波器时，工程师首先需要确定测量所需的带宽。
然而当示波器的带宽确定后，影响实际测量的恰恰是相互作用、相互制约的采样率和存储深度。
图1是数字示波器的工作原理简图。
图1 数字存储示波器的原理组成框图
输入的电压信号首先进入示波器的前端放大器，放大器将信号放大或者衰减以调整信号的动态范围，其输出的信号由采样/保持电路进行采样，并由A/D转换器数字化。
经过A/D转换后，信号变成数字形式存入存储器中，微处理器对存储器中的数字化信号波形进行相应的处理，并显示在显示屏上。
这就是数字存储示波器简单的工作过程。
采样、采样速率
由于计算机只能处理离散的数字信号，模拟电压信号进入示波器后面临的首要问题就是连续信号的数字化（模/数转化）问题。
通过测量等时间间隔波形的电压幅值，并把该电压转化为用8位二进制代码表示的数字信息，这就是DSO的采样（见图2）。
每两次采样之间的时间间隔越小，那幺重建出来的波形就越接近原始信号。
采样率（Sampling Rate）就是采样时间间隔的倒数。
例如，如果示波器的采样率是每秒10G次（10GSa/s），则意味着每100ps进行一次采样。
图2 示波器的采样
根据Nyquist采样定理，对于正弦波，每个周期至少需要两次以上的采样。
数字示波器的使用注意事项
数字示波器的使用注意事项数字示波器是现代电子测量中广泛使用的一种仪器，具有高精度、高频响应和多功能等特点。
使用数字示波器可以方便地观察和分析电路中的信号波形，对电子技术工程师来说，是一种不可或缺的工具。
然而，在使用数字示波器时需要注意一些事项，以确保测量结果的准确性和仪器的安全性。
首先，选择合适的示波器参数非常重要。
示波器的带宽、采样率和存储深度等参数应根据被测信号的频率和波形特征来确定。
带宽是指示波器能够正确显示的最高频率，采样率是指示波器对信号进行采样的速率，存储深度则决定了示波器能够存储多少个波形点。
选择不合适的参数可能导致信号失真或采样不足，影响测量结果的准确性。
其次，正确连接被测信号也是使用数字示波器的关键。
示波器通常有多个输入通道，可以同时测量不同的信号。
在连接示波器时，应注意将信号源与示波器地线和信号输入端正确连接，避免地线干扰和误连接导致的不准确测量。
同时，需要确保被测信号的幅值不超过示波器的量程，否则可能损坏示波器或得到错误的测量结果。
另外，正确设置示波器的触发条件也是使用示波器的关键。
触发功能可以使示波器在信号达到特定条件时才进行波形显示。
示波器的触发模式和触发电平都是需要设置的参数，不同的设置会对测量结果产生影响。
例如，对于周期性信号，需要设置合适的触发模式和触发电平，以确保示波器能够稳定地显示波形。
此外，在连续采集模式下使用示波器时，需要合理设置存储深度和采样率，以避免存储不足或采样不全的问题。
存储深度过小可能导致示波器无法捕捉到所需的波形细节，采样率过高则会增加存储消耗和计算负担。
因此，在使用连续采集模式时，需要根据实际需要选择合理的存储深度和采样率。
此外，在使用示波器进行测量时，应注意避免电磁干扰和共模干扰对测量结果的影响。
特别是在高频测量中，示波器和被测信号之间的电缆和连接线应采用屏蔽较好的电磁兼容性材料，以减小外部干扰的影响。
同时，示波器的地线和信号输入端也需要正确连接，以避免共模干扰对测量结果的影响。
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示波器的采样率和存储深度带宽、采样率和存储深度是数字示波器的三大关键指标。
相对于工程师们对示波器带宽的熟悉和重视，采样率和存储深度往往在示波器的选型、评估和测试中为大家所忽视。
这篇文章的目的是通过简单介绍采样率和存储深度的相关理论结合常见的应用帮助工程师更好的理解采样率和存储深度这两个指针的重要特征及对实际测试的影响，同时有助于我们掌握选择示波器的权衡方法，树立正确的使用示波器的观念。
在开始了解采样和存储的相关概念前，我们先回顾一下数字存储示波器的工作原理。
图1 数字存储示波器的原理组成框图输入的电压信号经耦合电路后送至前端放大器，前端放大器将信号放大，以提高示波器的灵敏度和动态范围。
放大器输出的信号由取样/保持电路进行取样，并由A/D转换器数字化，经过A/D转换后，信号变成了数字形式存入内存中，微处理器对内存中的数字化信号波形进行相应的处理，并显示在显示屏上。
这就是数字存储示波器的工作过程。
采样、采样速率我们知道，计算机只能处理离散的数字信号。
在模拟电压信号进入示波器后面临的首要问题就是连续信号的数字化（模/数转化）问题。
一般把从连续信号到离散信号的过程叫采样（sampling）。
连续信号必须经过采样和量化才能被计算机处理，因此，采样是数字示波器作波形运算和分析的基础。
通过测量等时间间隔波形的电压幅值，并把该电压转化为用八位二进制代码表示的数字信息，这就是数字存储示波器的采样。
采样电压之间的时间间隔越小，那么重建出来的波形就越接近原始信号。
采样率（sampling rate）就是采样时间间隔。
比如，如果示波器的采样率是每秒10G次（10GSa/s），则意味着每100ps进行一次采样。
图2 示波器的采样根据Nyquist采样定理，当对一个最高频率为f 的带限信号进行采样时，采样频率SF必须大于f 的两倍以上才能确保从采样值完全重构原来的信号。
这里，f 称为Nyquist频率，2 f 为Nyquist采样率。
对于正弦波，每个周期至少需要两次以上的采样才能保证数字化后的脉冲序列能较为准确的还原始波形。
如果采样率低于Nyquist采样率则会导致混迭（Aliasing）现象。
图3 采样率SF<2 f ，混迭失真图4和图5显示的波形看上去非常相似，但是频率测量的结果却相差很大，究竟哪一个是正确的？仔细观察我们会发现图4中触发位置和触发电平没有对应起来，而且采样率只有250MS/s，图5中使用了20GS/s的采样率，可以确定，图4显示的波形欺骗了我们，这即是一例采样率过低导致的混迭（Aliasing）给我们造成的假像。
图4 250MS/s采样率的波形显示图5 20GS/s采样的波形显示因此在实际测量中，对于较高频的信号，工程师的眼睛应该时刻盯着示波器的采样率，防止混迭的风险。
我们建议工程师在开始测量前先固定示波器的采样率，这样就避免了欠采样。
力科示波器的时基（Time Base）菜单里提供了这个选项，可以方便的设置。
由Nyquist定理我们知道对于最大采样率为10GS/s的示波器，可以测到的最高频率为5GHz，即采样率的一半，这就是示波器的数字带宽，而这个带宽是DSO的上限频率，实际带宽是不可能达到这个值的，数字带宽是从理论上推导出来的，是DSO带宽的理论值。
与我们经常提到的示波器带宽（模拟带宽）是完全不同的两个概念。
那么在实际的数字存储示波器，对特定的带宽，采样率到底选取多大？通常还与示波器所采用的采样模式有关。
采样模式当信号进入DSO后，所有的输入信号在对其进行A/D转化前都需要采样，采样技术大体上分为两类：实时模式和等效时间模式。
实时采样（real-time sampling）模式用来捕获非重复性或单次信号，使用固定的时间间隔进行采样。
触发一次后，示波器对电压进行连续采样，然后根据采样点重建信号波形。
等效时间采样（equivalent-time sampling），是对周期性波形在不同的周期中进行采样，然后将采样点拼接起来重建波形，为了得到足够多的采样点，需要多次触发。
等效时间采样又包括顺序采样和随机重复采样两种。
使用等效时间采样模式必须满足两个前提条件：1.波形必须是重复的；2.必须能稳定触发。
实时采样模式下示波器的带宽取决于A/D转化器的最高采样速率和所采用的内插算法。
即示波器的实时带宽与DSO采用的A/D和内插算法有关。
这里又提到一个实时带宽的概念，实时带宽也称为有效存储带宽，是数字存储示波器采用实时采样方式时所具有的带宽。
这么多带宽的概念可能已经看得大家要抓狂了，在此总结一下：DSO的带宽分为模拟带宽和存储带宽。
通常我们常说的带宽都是指示波器的模拟带宽，即一般在示波器面板上标称的带宽。
而存储带宽也就是根据Nyquist定理计算出来的理论上的数字带宽，这只是个理论值。
通常我们用有效存储带宽（BWa）来表征DSO的实际带宽,其定义为：BWa=最高采样速率 / k，最高采样速率对于单次信号来说指其最高实时采样速率，即A/D转化器的最高速率；对于重复信号来说指最高等效采样速率。
K称为带宽因子，取决于DSO采用的内插算法。
DSO采用的内插算法一般有线性（linear）插值和正弦（sinx/x）插值两种。
K在用线性插值时约为10，用正弦内插约为2.5，而k=2.5只适于重现正弦波，对于脉冲波，一般取k=4,此时，具有1GS/s采样率的DSO的有效存储带宽为250MHz。
图6 不同插值方式的波形显示内插与最高采样率之间的理论关系并非本文讨论的重点。
我们只须了解以下结论：在使用正弦插值法时，为了准确再显信号，示波器的采样速率至少需为信号最高频率成分的2.5倍。
使用线性插值法时，示波器的采样速率应至少是信号最高频率成分的10倍。
这也解释了示波器用于实时采样时，为什么最大采样率通常是其额定模拟带宽的四倍或以上。
在谈完采样率后，还有一个与DSO的A/D密切相关的概念，就是示波器的垂直分辨率。
垂直分辨率决定了DSO所能分辨的最小电压增量，通常用A/D的位数n表示。
前面我们提到现在DSO的A/D转换器都是8位编码的，那么示波器的最小量化单位就是1/256，（2的8次方），即0.391%。
了解这一点是非常重要的，对于电压的幅值测量，如果你示波器当前的垂直刻度设置成1v/div的档位，那意味着你的测量值有8V*0.391%=31.25mV以内的误差是正常的！！！因为小于31.25mV的电压示波器在该文件位元下已经分辨不出来了，如果只用了4位，那测出来的误差更惊人！所以建议大家在测量波形时，尽可能调整波形让其充满整个屏幕，充分利用8位的分辨率。
我们经常听到有工程师抱怨示波器测不准他的电压或者说测量结果不一致，其实大多数情况是工程师还没有理解示波器的垂直分辨率对测量结果的影响。
这里顺便提一下，关于示波器的测量精度问题，必须澄清一点——示波器本身就不是计量的仪器！！！它是“工程师的眼睛”，帮助你更深入的了解你的电路的特征。
做个广告：经常做电源测量或者纹波测量，或者想深入了解示波器量化误差的工程师，大家可以参考我的同事Frankie博客的一片文章《示波器不是垂直量的计量工具》/s/blog_521262a301009ryp.html图7 是用模拟带宽为1GHz的示波器测量上升时间为1ns的脉冲，在不同采样率下测量结果的比较，可以看出：超过带宽5倍以上的采样率提供了良好的测量精度。
进一步，根据我们的经验，建议工程师在测量脉冲波时，保证上升沿有5个以上采样点，这样既确保了波形不失真，也提高了测量精度。
图7 采样率与带宽的关系图8 采样率过低导致波形失真提到采样率就不能不提存储深度。
对DSO而言，这两个参量是密切相关的。
存储、存储深度把经过A/D数字化后的八位二进制波形信息存储到示波器的高速CMOS内存中，就是示波器的存储，这个过程是“写过程”。
内存的容量（存储深度）是很重要的。
对于DSO，其最大存储深度是一定的，但是在实际测试中所使用的存储长度却是可变的。
在存储深度一定的情况下，存储速度越快，存储时间就越短，他们之间是一个反比关系。
存储速度等效于采样率，存储时间等效于采样时间，采样时间由示波器的显示窗口所代表的时间决定，所以：存储深度＝采样率× 采样时间（距离 = 速度×时间）力科示波器的时基（Time Base）卷标即直观的显示了这三者之间的关系，如图9所示图9 存储深度、采样率、采样时间（时基）的关系由于DSO的水平刻度分为10格，每格的所代表的时间长度即为时基（time base）,单位是t/div,所以采样时间＝time base × 10.由以上关系式我们知道，提高示波器的存储深度可以间接提高示波器的采样率：当要测量较长时间的波形时，由于存储深度是固定的，所以只能降低采样率来达到，但这样势必造成波形质量的下降；如果增大存储深度，则可以以更高的采样率来测量，以获取不失真的波形。
图10的曲线充分揭示了采样率、存储深度、采样时间三者的关系及存储深度对示波器实际采样率的影响。
比如，当时基选择10us/div文件位时，整个示波器窗口的采样时间是10us/div * 10格=100us，在1Mpts的存储深度下，当前的实际采样率为：1M÷100us=10Gs/s，如果存储深度只有250K，那当前的实际采样率就只要2.5GS/s了！图10 存储深度决定了实际采样率的大小一句话，存储深度决定了DSO同时分析高频和低频现象的能力，包括低速信号的高频噪声和高速信号的低频调制。