如何选择合适的示波器带宽
示波器主要技术指标及选择资料
精品文档一、数字示波器的主要性能指标在选择数字示波器时，我们主要考虑其是否能够真实地显示被测信号，即显示信号与被测信号的一致性。
数字示波器的性能很大程度上影响到其实现信号完整性的能力，下面根据其主要性能指标进行详细分析。
示波器最主要的技术指标是带宽、采样率和存储深度1、带宽如图1所示，数字示波器带宽指输入不同频率的等幅正弦波信号，当输出波形的幅度随频率变化下降到实际幅度的70.7％时的频率值（即f-3dB）。
带宽决定了数字示波器对信号的基本测量能力。
随着信号频率的增加，数字示波器对信号的准确显示能力下降。
实际测试中我们会发现，当被测信号的频率与数字示波器带宽相近时，数字示波器将无法分辨信号的高频变化，显示信号出现失真。
例如：频率为100MHz、电压幅度为1V的信号用带宽为100MHz的数字示波器测试，其显示的电压只有0.7V左右。
图2为同一阶跃信号用带宽分别为4GHz、1.5GHz和300MHz 的数字示波器测量所得的结果。
从图中可以看出，数字示波器的带宽越高，信号的上升沿越陡，显示的高频分量成分越多，再现的信号越准确。
实际应用中考虑到价（数字示波格因素器带宽越高价格经过实践越贵），我们经验的积累，发现只要数字示波器带宽为被测信号最高频率的倍，即可获得3-5的精2%3%到±±满足一般的测度，示波器所试需求。
能准确测量的频大家都遵率范围，循测量的五倍法示波器所需带则：被测信号的最宽=使，高信号频率*5用五倍准则选定的示波器的测量误差将不会超过，对大多－2%＋/的操作来说已经足够。
、采样率，2指数字示波器对信号采样的频率，精品文档．精品文档表示为样点数每秒（S/s）。
示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和事件丢失的概率就越小，信号重建时也就越真实。
根据奈奎斯特定理，采样速率要大于等于2倍的被测信号频率，才能不失真地还原原始信号。
但这个定理的前提是基于无限长的时间和连续的信号，在实际测试中，数字示波器的技术无法满足此条件。
示波器的带宽越高越好吗？
需 要拿 来 主义精 神 。
“ 示 波器 的带 宽 当然是 越高越 好 ”。 这句 话从 某
的是方波信号的尖峰毛刺而不仅仅是方波信号的整
体 的上 升 时 间 。譬如 电源 开关 管 ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ的 Ｖ ｄ ｓ 信 号 的上 升 时 间高 达 １ ０ ０ ｎ ｓ ，但是 感 兴趣 的尖 峰 信号
＝
一
上 升沿 无限快 的阶跃 信号经过 Ｒ Ｃ低通滤波器 之
后， 其上 升沿 变缓 。Ｒ Ｃ低通 滤波 器是 示 波器 放大 器 的 等效简 化分 析模 型 。 从Ｒ Ｃ模 型来理 解 ， 电容的存
在 必然导 致上 升沿 变缓 。
＝
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（ ３）
在参考文献【 １ 】 中 给 出 了示 波 器 测 量 上 升 时 间
则 ”和 具体 规 范要 求 最 低 指标 之 后 ， 我无 法 再 给 明确 的 “ 黄 金法 则 ”， 想 罗 列 这些 说 法 ， 促 使 大 家 明
白本 质就 是那 么点 浅 浅的东 西 。
诸 位 读者 阅读 此文后 ，明 白了选择 带宽 的总原 则， 就 没那 么迷 惑 了 。选 择 带宽 和选择示 波 器一样 ， 都 需要 “ 拿来 主义 ”， 忘记 那 些所谓 的权威 。就 那 么
３ 带 宽 和 示 波 器 本 身 的 上 升 时 间之 间 的关 系
示波器本身存在上升时间。示波器的上升时间
可 定义 为示 波器 阶跃 响应 的时 间 ， 如图 １ 所示 ， 对 于
因为示波器本身存在着上升时间 ，示波器测量
示波器带宽和采样率说明
示波器带宽和采样率说明在具体测试过程中，示波器到底选择多少带宽比较合适呢？首先，看下面的实例。
从上图可以看出，带宽越大，所能显示的信号频率分量越丰富，也就能更加接近真实的信号波形。
1、示波器带宽的精确计算可按照以下步骤来完成计算：a、判断被测信号的最快上升/下降时间b、判断最高信号频率ff = 0.5/RT (10%~90%)f = 0.4/RT (20%~80%)c、判断所需的测量精确度d、计算所需带宽。
举例说明：判断一个高斯响应示波器在测量被测数字信号时所需的最小带宽，其中被测信号最快上升时间为1ns（10%~90%）：f = 0.5/1ns = 500MHz若要求3%的测量误差：所需示波器带宽= 1.9*500MHz = 950 MHz若要求20%的测量误差：所需示波器带宽= 1.0*500MHz = 500MHz因此，决定示波器带宽的重要因素是：被测信号的最快上升时间。
示波器的系统带宽由示波器带宽和探头带宽共同决定：a、高斯频响：系统带宽=b、最大平坦频响：系统带宽= Min{示波器带宽，探头带宽}例如：1GHz带宽的示波器，配置1GHz带宽的无源探头，若它们的频响为高斯频响，则系统带宽为：700MHz左右。
2、影响示波器带宽的因素通常，这些因素有：采样率、频响曲线。
a、频率曲线：频响曲线如下图所示b、采样率根据Nyquist采样定律，采样频率必须2倍于信号最高频率，即：Fs > 2 * fmax才能保证信号可以被无混叠的重构出来。
（1）对于理想砖墙频响来说，采样率=示波器带宽*2，即可重构出信号。
但是该情况在真实世界中是不存在的，大多数示波器的频响都是介于理想砖墙频响和高斯频响之间。
（2）对于高斯频响，采样率=示波器带宽*4，可对被测信号中的大部分频率成分进行无混叠重构。
通常实际示波器的频响大多比高斯频响陡一点。
（3）对于最大平坦频响，采样率=示波器带宽*2.5，即可对被测信号中的大部分频率成分进行恢复。
示波器带宽和采样率选择
1 电源测量中带宽的选择示波器带宽有四个相关名词：模拟带宽、数字带宽，系统带宽和触发带宽。
数字带宽等于采样率的一半，实用意义不大。
触发带宽是示波器厂商“硬”造出来的一个概念，是指示波器触发电路可以正常工作的最大输入正弦信号的频率。
对于高端示波器，触发电路在输入信号频率超过一定大小就不能工作了! 系统带宽是指示波器前端放大器和探头、测试夹具等组成的测量系统的带宽。
一般不特别说明，带宽即是指示波器的模拟带宽,也就是示波器前端放大器的幅频特性曲线的截止频率点。
示波器的放大器是低通滤波器，其幅频特性曲线如图1所示，带宽就是输入电压幅值降低到输入 -3dB(70.7%)时的截止频率点。
带宽选择的理论依据，用一句话来概括就是带要能覆盖被测信号能量的99%以上。
我们知道，任何信号都可以分解为无数次谐波的叠加，但是被测信号分解到多少次谐波之后能量会衰减到只剩下1%呢？这个答案不直观，因此带宽的选择是示波器行业的销售人员几乎每天都会遇到的问题。
这个问题有时侯很严肃，有时侯很滑稽。
其实，带宽的选择是一个相对的结果，它取决于被测信号的类型和测量的准确度。
最关键的因素是上升时间。
上升时间越小，上升沿越陡，被测信号的高次谐波含量越丰富，需要的带宽越大。
这里面就需要一些数学上的推导来确定具体上升时间和信号能量之间的量化关系。
业内比较认可的两个带宽选择的原则是：•当被测信号是串行数据时，串行数据的上升时间如果大于20% UI（一个比特位的时间长度），那么示波器带宽只要达到被测信号比特率的1.8倍就能覆盖信号能量的99.9%。
如果上升时间大于30% UI,只要1.2倍信号的比特率就足够了。
现实电路中，串行数据的上升时间绝大多数在接收端时都大于30%了。
因此，对于3Gbps的SATA信号，在经过夹具之后用4GHz示波器就可以。
大家可以用4GHz、6GHz、13GHz测试后比较一下看看。
•电源不是串行信号，上面的规则并不适用。
在很久很久以前，业内一就直流传的带宽选择依据是“3到5倍”法则，即带宽是被测信号频率的“3到5倍”。
示波器的带宽和采样频率
采样率理论上需要满足农效香采样定律，即被测信号的最高频率信号的每个周期理论上至少需要采2个点，否则会造成混叠。
但是在实际上还取决于很多其它的因素，比如波形的重构算法等，Siglent系列示波器采用先进的波形重构算法,同时配备有插值算法，精确重构波形。
一般来说采样率是带宽的4－5倍就可以比较准确地再现波形带宽与采样率示波器的带宽（BW）直接表现出它所能测量信号的最小上升时间（Tr），它们之间的关系为：BW=Tr。
示波器上标称的采样率都为实时采样率，采样率跟带宽一般没直接关系。
对带宽为60M的示波器，它能测量的最小上升时间约为6ns。
频率为1M的信号其上升沿也可做到只有200ps，拿这个示波器来测量这个信号的话其上升沿的测量值将大于6ns（探头有‘损耗’），严重失真。
对常规信号来说，示波器带宽与所测信号频率之间的关系满足三倍（精度90%）或者五倍（精度97%）原则，对三倍原则60M带宽示波器所能测量的最大频率为20M。
示波器知识100问1．对一个已设计完成的产品，如何用示波器经行检测分析其可靠性？答：示波器早已成为检测电子线路最有效的工具之一，通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常，验证设计是否恰当。
这对提高可靠性极有帮助。
当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。
2．决定示波器探头价格的主要因素是什么？答：示波器的探头有非常多的种类，不同的性能，比如高压，差分，有源高速探头等等，价格也从几百人民币到接近一万美元。
价格的主要决定因素当然是带宽和功能。
探头是示波器接触电路的部分，好的探头可以提供测试需要的保真度。
为做到这一点，即使无源探头，内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。
3．一般的示波器探头的使用寿命有多长时间？探头需不需要定期的标定？答：示波器的探头寿命不好说，取决于使用环境和方法。
标准对于探头没有明确的计量规定，但是对于无源探头，至少在更换探头，探头交换通道的时候，必须进行探头补偿调整。
为您的应用 评测示波器带宽
衰减
示波器的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 Nyquist 标 准 (Fs > 2 x Fmax)。如欲进一步了解 Nyquist 的采样 定理，请参见本文结尾处的安捷伦应 用指南 Evaluating Oscilloscope Sample Rates vs. Sampling Fidelity。
衰减
图 1: 示波器高斯频率响应
图 2: 示波器最大平坦度频率响应
频率 频率
2
示波器带宽定义 ( 续 )
无 论 示 波 器 具 有 高 斯 响 应、 最 大平坦度响应或介于二者之间的响 应，最低频率 ( 输入信号衰减 3 dB 所 在的频率 ) 称为示波器的带宽。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。 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。
如图 6 所示，2-GHz 带宽的示波 器能够更精确地显示这个时钟信号， 同时非常准确地测量上升时间( 约 495 ps)。
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。
浅谈选择示波器时的“5倍法则”
浅谈选择示波器时的“5倍法则”众所周知，选择示波器时经常会用到5倍法则，其实不仅仅是针对带宽，当涉及到快沿信号上升时间测试时，根据上升时间选择示波器也会用到5倍法则。
本文将分别对这两种情况下的5倍法则展开讨论，并介绍当考虑示波器和探头构成的整个测试系统时又该如何选择。
1. 示波器带宽选择时的5倍法则所谓5倍法则，就是为了保证信号的幅度测试精度，示波器的带宽至少要选择为信号频率的5倍！这通常针对于正弦波信号，因为其频谱只有一根谱线。
而对于脉冲信号，由于理论上具有无数个谐波，通常将示波器带宽选择为所关注的最高次谐波频率的5倍。
为什么按照5倍法则选择示波器的带宽呢？如果不按照这个法则，对于信号幅度测试精度有多大影响呢？选择示波器带宽时，5倍法则主要适用于哪一类示波器？为了解释这些问题，首先需要了解一下示波器的模拟带宽。
示波器的模拟通道具有低通滤波器的频率响应，带宽就是指该低通滤波器的3dB截止频率。
如果测试一个频率与示波器标定带宽相同的正弦波信号，电压幅度测试结果将下降为真实电压值的0.707倍，如果用对数表示，则测量幅度将降低3dB。
可将示波器的模拟通道等效为一个RC低通滤波器，为了简便起见，此处只考虑一阶RC低通滤波器，其等效电路及幅频响应如图1所示。
一阶RC低通滤波器的幅频响应表达式可写为：图1. 一阶RC低通滤波器电路模型及其幅频响应使得传输系数下降至0.707时的频率称为低通滤波器的截止频率，或者称为3dB带宽，据此可得经计算得代入幅频响应函数后得由图1中的幅频响应可知，随着频率的不断提高，信号经过滤波器时的衰减越大，这也意味着测得的信号幅度误差越大。
如何保证信号的幅度测试精度呢？很明显，当示波器的带宽远远大于信号的频率时，才可以得到非常高的幅度测试精度。
但是，示波器带宽越大，成本越高，实际选择时必须折中考虑成本和测试精度。
业界通常采用5倍法则选择示波器的带宽，此时可以保证至少98%的幅度测试精度。
如何确定示波器带宽？
如何确定示波器带宽？
带宽被称为示波器的第一指标，也是示波器最值钱的指标。
示波器市场的划分常以带宽作为首要依据，工程师在选择示波器的时候，首先要确定的也是带宽。
在销售过程中，关于带宽的故事也特别多。
通常谈到的带宽没有特别说明是指示波器模拟前端放大器的带宽，也就是常说的-3dB截止频率点。
此外，还有数字带宽，触发带宽的概念。
我们常说数字示波器有五大功能，即捕获(Capture)，观察(View)，测量(Measurement)，分析(Analyse)和归档(Document)。
这五大功能组成的原理框图如图1所示。
选择示波器重要技巧——足够带宽的示波器
选择示波器重要技巧——足够带宽的示波器认识的用户都知道，挑选示波器时有几个指标是必需关注的，如：带宽、通道数、采样率、存储深度、捕捉率等，众多不同的示波器技术指标打算了信号捕捉和测量的精度。
其中，最主要的技术指标就是带宽。
那么，什么是“带宽”?今日安泰测试Agitek就给大家共享一下：挑选具有足够带宽的示波器，以便精确捕捉信号的最高频率重量。
1 所示，全部示波器都会在较高频率时浮现低通频率响应衰减。
大多数带宽技术指标在 1 GHz 及以下的示波器通常会浮现高斯频率响应，这种响应类似于低通的特征。
示波器带宽指信号衰减 3 dB 时的最低频率。
信号 -3 dB 频率处衰减约为 -30% 幅度误差。
换句话说，假如将一个 1 Vp-p、100 MHz 正弦波输入 100 MHz 带宽的示波器中，用法该示波器测得的峰峰值会在 700 mVp-p 以内 (-3 dB = 20 Log (0.707/1.0))。
因此，假如信号频率与示波器带宽非常临近，举行精确测量将非常困难。
如何确定特定测量应用需要的带宽?对于彻低的模拟信号测量，您需要挑选带宽比待测量正弦波最高频率高出起码三倍的示波器。
信号频率为示波器带宽技术指标 1/3 时衰减最小。
作为当前示波器的主要应用领域，数字应用需要多大的带宽? 按照实际阅历，我们推举您选用带宽比被测系统最快时钟速率起码高出五倍的示波器。
例如，假如最高时钟速率为 100 MHz，您应当挑选带宽为 500 MHz 或更高的示波器。
假如满足这一条件，您的示波器将能够在信号衰减最小时捕捉 5 次谐波。
5 次谐波对确定数字信号的整体外形十分重要。
图 1: 全部示波器都会随着频率的增强而浮现低通频率响应衰减。
图 2: 100 MHz 带宽示波器捕捉的 100 MHz 时钟信号。
图 3: 500 MHz 带宽示波器捕捉的 100 MHz 时钟信号。
图 2 是一个用法 100 MHz 带宽示波器捕捉和显示 100 MHz 数字时钟信号的实例。
示波器带宽选择方法
示波器带宽选择方法示波器的带宽选择是非常重要的，它决定了示波器能够采集和显示电信号的频率范围。
在选择示波器带宽时，需要考虑到被测信号的频率范围、示波器的采样率，以及一些其他因素。
下面将详细介绍一些常用的示波器带宽选择方法。
1.确定被测信号的频率范围。
首先要了解被测信号的频率范围，这是选择示波器带宽的基础。
根据被测信号的最高频率，可以初步确定示波器的最低带宽要求。
例如，如果被测信号频率范围为10MHz，那么示波器的带宽应该至少为10MHz，才能保证完整地显示被测信号。
2.考虑到示波器的采样率。
示波器的带宽和采样率有一定的关系。
根据奈奎斯特采样定理，要准确地表示一个信号，其采样频率至少应为信号频率的两倍。
因此，在决定示波器带宽时，还要考虑示波器的采样率是否足够。
示波器的采样率一般有一个理论或者最大值，在选择带宽时需要确保带宽和采样率能够相互匹配。
3.考虑信号的谐波分布。
被测信号的频谱通常包含着不同的谐波成分，这些谐波成分的频率会逐渐减小。
当选择示波器带宽时，应该确保能够显示出被测信号的主要频率成分和谐波。
通常来说，示波器的带宽应该至少是被测信号主要频率的3-5倍，以确保能够显示出主要的频率成分和谐波。
4.考虑示波器的噪声影响。
示波器的带宽也与其噪声特性有关。
示波器的输入噪声会引入信号测量的误差，特别是在高频范围内。
因此，在选择示波器带宽时，还需要考虑示波器的噪声指标，以保证测量结果的准确性和可靠性。
5.考虑成本因素。
示波器的带宽越高，通常价格也会越高。
因此，在进行带宽选择时，还需要根据自己的需求和预算来平衡。
可以根据实际需要选择适当的带宽，避免无谓的浪费。
总结起来，选择示波器的带宽需要考虑被测信号的频率范围、示波器的采样率、信号的谐波分布、示波器的噪声特性以及成本因素等多个因素。
在实际应用中，需要根据具体的测量要求进行综合考虑，选择适合的示波器带宽，以确保测量结果的准确性和可靠性。
示波器的带宽和采样频率
采样率是数字上的，每秒采样多少个样点。
采样率理论上需要满足农效香采样定律，即被测信号的最高频率信号的每个周期理论上至少需要采2个点，否则会造成混叠。
但是在实际上还取决于很多其它的因素，比如波形的重构算法等，Siglent系列示波器采用先进的波形重构算法,同时配备有插值算法，精确重构波形。
一般来说采样率是带宽的4－5倍就可以比较准确地再现波形带宽与采样率示波器的带宽（BW）直接表现出它所能测量信号的最小上升时间（Tr），它们之间的关系为：BW=0.35/Tr。
示波器上标称的采样率都为实时采样率，采样率跟带宽一般没直接关系。
对带宽为60M的示波器，它能测量的最小上升时间约为6ns。
频率为1M的信号其上升沿也可做到只有200ps，拿这个示波器来测量这个信号的话其上升沿的测量值将大于6ns（探头有‘损耗’），严重失真。
对常规信号来说，示波器带宽与所测信号频率之间的关系满足三倍（精度90%）或者五倍（精度97%）原则，对三倍原则60M带宽示波器所能测量的最大频率为20M。
示波器知识100问1．对一个已设计完成的产品，如何用示波器经行检测分析其可靠性？答：示波器早已成为检测电子线路最有效的工具之一，通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常，验证设计是否恰当。
这对提高可靠性极有帮助。
当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。
2．决定示波器探头价格的主要因素是什么？答：示波器的探头有非常多的种类，不同的性能，比如高压，差分，有源高速探头等等，价格也从几百人民币到接近一万美元。
价格的主要决定因素当然是带宽和功能。
探头是示波器接触电路的部分，好的探头可以提供测试需要的保真度。
为做到这一点，即使无源探头，内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。
3．一般的示波器探头的使用寿命有多长时间？探头需不需要定期的标定？答：示波器的探头寿命不好说，取决于使用环境和方法。
标准对于探头没有明确的计量规定，但是对于无源探头，至少在更换探头，探头交换通道的时候，必须进行探头补偿调整。
示波器带宽选择方法
示波器带宽选择方法示波器是一种用于测量电信号波形的仪器，其带宽是指示波器在测量一定电压下所能显示的最高频率。
选择正确的示波器带宽是确保测量结果准确的关键之一。
本文将介绍如何根据使用需求选择示波器带宽。
1. 测量信号的最高频率选择示波器带宽的第一步是确定需要测量的信号的最高频率。
示波器的带宽应该大于测量信号的最高频率。
一般来说，带宽应该是测量信号最高频率的五倍以上，这样才能确保测量结果的准确性。
例如，如果需要测量的信号频率范围为100kHz~1 MHz，则选择50 MHz带宽示波器。
需要注意的是，选择示波器带宽的最终目的是获得准确的测量结果。
如果使用带宽过低的示波器进行测量，高频成分会被截断，使得测量结果失真。
因此，选择示波器带宽时不要只考虑测量信号的最高频率，还要考虑带宽对测量结果的影响。
2. 测量信号的上升时间除了测量信号的最高频率外，上升时间也是选择示波器带宽的重要因素之一。
上升时间是指信号从低电平到高电平所需要的时间。
上升时间越短，则信号中包含的高频成分越多，所需示波器带宽也越大。
根据奈奎斯特采样定理，示波器带宽应至少是测量信号上升时间的5倍。
因此，选择示波器带宽时也需要考虑信号的上升时间。
如果需要测量的信号上升时间为500 ps，则选择示波器带宽应不小于2.5 GHz。
需要注意的是，测量的信号不一定是一个纯正弦波信号，而是可能包括多个谐波成分，因此需要综合考虑测量信号的最高频率和上升时间两个因素。
3. 确定实际需求除了测量信号的最高频率和上升时间外，还需要考虑实际需求。
不同的应用场景需要不同的示波器带宽。
如果需要测量高速数字信号，则需要选择高带宽示波器；如果需要测量低频信号，则选择低带宽示波器即可。
同时，示波器使用环境也是选择示波器带宽的重要因素之一。
如果测量信号受到较大的干扰，则需要选择高带宽示波器来抵消干扰对测量结果的影响。
4. 总结选择示波器带宽是确保测量结果准确的关键之一，需要综合考虑测量信号的最高频率、信号的上升时间和实际需求。
示波器带宽到底要多宽
示波器带宽到底要多宽？这是个经常碰到客户问的问题：我想测8Gbps的PCIE（还有SAS/SATA/USB/LVDS等等）串行总线，16G的示波器行不行？12G的示波器行不行？8G的示波器行不行？对于高速串行总线来说，示波器到底多大带宽够用呢？最简单的算法是，假定总线中传输的都是01间隔的信号，那就是个方波时钟，8Gbps的信号基频就是4GHz，按照5倍带宽原则，示波器带宽应该为20GHz。
也就是说，把数据率×2.5，就是推荐的带宽。
不是说3~5倍带宽么？为什么不算3倍的？差好多钱呢……答复是：当然可以，12GHz的示波器能测8Gbps的信号吗？为什么不行？在搞测试的人眼里，没有行不行，只有准不准。
就像现在流行的话，离开剂量谈毒性，就是耍流氓。
那怎么来看准不准呢？动手搞搞就知道了——能动手搞定的事，尽量别BB。
我用BertScope做了个12Gbps（SAS3速率）、PRBS7，500mV的串行信号，用SMA电缆发送给MSO73304DX，33GHz的示波器，然后用限制带宽的方式来进行眼图测试。
33GHz，5.5倍带宽，看着很不错哦，测得上升时间为30.7ps25GHz，4.2倍带宽，没什么变化哦，测得上升时间为30.5ps20GHz，3.3倍带宽，看着很不错哦，测得上升时间为31.7ps16GHz，2.6倍带宽，边沿有明显变化了，测得上升时间为37ps12GHz，2倍带宽，已经接近正弦了，测得上升时间为42ps8GHz，1.3倍带宽，线条开始变粗了，测得上升时间为52ps6GHz，基频带宽，只能勉强看了，测得上升时间为140ps5GHz，带宽彻底不够，没法看了……这一路看下来，大家应该对普通高速串行总线的带宽需求有个基本的概念了吧？如果对精度要求高，4-5倍带宽以上是必须的，从3倍带宽开始，上升时间的精度就开始下降了，从而也会影响抖动等各项参数劣化，现在很多高速串行总线的一致性测试对上升下降时间及抖动都是有指标要求的，所以要做一致性测试，尽量不要减配，如果只是测眼图，或者对测试结果的误差容忍度比较高，那么，测试系统的带宽降低一些是可以接受的。
示波器主要技术指标及选择
一、数字示波器的主要性能指标在选择数字示波器时，我们主要考虑其是否能够真实地显示被测信号，即显示信号与被测信号的一致性。
数字示波器的性能很大程度上影响到其实现信号完整性的能力，下面根据其主要性能指标进行详细分析。
示波器最主要的技术指标是带宽、采样率和存储深度1、带宽如图1所示,数字示波器带宽指输入不同频率的等幅正弦波信号，当输出波形的幅度随频率变化下降到实际幅度的70。
7％时的频率值（即f—3dB）。
带宽决定了数字示波器对信号的基本测量能力。
随着信号频率的增加，数字示波器对信号的准确显示能力下降。
实际测试中我们会发现，当被测信号的频率与数字示波器带宽相近时，数字示波器将无法分辨信号的高频变化，显示信号出现失真.例如：频率为100MHz、电压幅度为1V的信号用带宽为100MHz的数字示波器测试，其显示的电压只有0.7V左右。
图2为同一阶跃信号用带宽分别为4GHz、1。
5GHz和300MHz的数字示波器测量所得的结果.从图中可以看出,数字示波器的带宽越高,信号的上升沿越陡，显示的高频分量成分越多，再现的信号越准确。
实际应用中考虑到价格因素（数字示波器带宽越高价格越贵)，经过实践经验的积累,我们发现只要数字示波器带宽为被测信号最高频率的3—5倍,即可获得±3％到±2％的精度,满足一般的测试需求。
示波器所能准确测量的频率范围，大家都遵循测量的五倍法则:示波器所需带宽=被测信号的最高信号频率*5，使用五倍准则选定的示波器的测量误差将不会超过＋/－2%，对大多的操作来说已经足够。
2、采样率，指数字示波器对信号采样的频率，表示为样点数每秒(S/s)。
示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和事件丢失的概率就越小,信号重建时也就越真实。
根据奈奎斯特定理，采样速率要大于等于2倍的被测信号频率，才能不失真地还原原始信号.但这个定理的前提是基于无限长的时间和连续的信号，在实际测试中，数字示波器的技术无法满足此条件。
示波器带宽选择
引言：传统上，示波器的频率响应是高斯型的，是由许多具有类似频响的电路元件组合而成的，传统的模拟示波器就是这个样子，从它的BNC输入端至CRT显示，有很多模拟放大器构成一个放大器链注1。
有关高斯频响示波器的特点，在行业内已经广为人知。
但鲜为人知的是当代高性能数字示波器所普遍采用的平坦频率响应。
数字示波器中和高斯频响有关的只是很少的几个模拟放大器，并可用DSP技术优化其对精度的影响。
对于数字示波器来说，还有一件重要事情是，要尽量避免采样混叠误差注2，而模拟示波器是根本没有这种问题的。
与高斯频响相比，平坦型频率响应能减少采样混叠误差，我们在这里首先回顾高斯响应和平坦响应的特性。
然后讨论这两种响应类型所对应的上升时间测量精度。
从而说明具有平坦频率响应的示波器与具有同样带宽的高斯响应示波器相比，有更高的上升时间测量精度。
我们的讨论以1GHz示波器为例。
这里的分析结论完全适用于其它带宽。
高斯响应示波器的特性1GHz 示波器的典型高斯频响如图1所示。
高斯频率响应的优点是不管输入信号(被测信号)有多快，它都能给出没有过冲的较好脉冲响应(即示波器屏幕上显示的信号没有过冲)。
图2示出1GHz高斯频响示波器对快沿阶跃信号的脉冲响应。
在高斯频响示波器中，示波器的上升时间注3与示波器带宽注4间有熟知的常用公式 ...上升时间 = 0.35 / 带宽注5（高斯系统）高斯系统的另一常用特性是它的系统总带宽注6为各子系统带宽的RMS值，可使用下面熟悉的关系式计算 :通常情况下，若示波器探头带宽比示波器带宽更高，系统带宽不会变得很差。
相反，被测上升时间通常与系统及信号上升时间有关，计算公式为 :当示波器系统的上升时间并不比信号上升时间快很多时，则可用该关系式估算信号的实际上升时间。
图1对平坦响应和高斯响应作了比较。
应注意它在-3dB前有更为平坦的频率响应，但在-3dB后迅速下降。
这样的响应形状有时也称为最大平坦响应或砖墙响应。
平坦响应有两大优点。
选择合适的示波器的方法
选择合适的示波器的方法示波器是电子工程师、电力工程师等测试电子电路中最基本、最常用的测试仪器之一，它可以用于测量电压、电流、频率、相位等信号参数，对于电路问题的排查和故障分析具有不可替代的作用。
本文将详细介绍如何选择适合自己工作需要的示波器。
了解示波器的基本参数在选择示波器前需要了解示波器的基本参数，这将有助于我们选择适合自己的这种测试装置。
示波器参数的大小和类型不同，对于不同的测试应用和范围，可能需要选择不同类型或规格的示波器。
常见的示波器参数包括：带宽一个重要的示波器参数是带宽(Bandwidth)，它定义了示波器在响应频率方面的范围，通常以赫兹(Hz)为单位表示。
带宽越高，对于高频信号的测量反应越灵敏。
垂直灵敏度垂直灵敏度是指示波器从基线(0V)到最大幅度的变化范围，在示波器上通常用伏特（V）表示。
选择垂直灵敏度更高的示波器，将有助于更准确地检测低电平信号和噪声。
水平时间基准水平时间基准是示波器的水平分辨率，它用于定义每个水平刻度的时间长度，常表示为每个刻度所代表的时间。
通常情况下，选择更小的时间分辨率更有利于测量高频信号和快速变化的电路。
需求评估在选择合适的示波器时，需要根据自己对测量的需求进行评估。
一般需考虑以下因素：测量信号的频率范围和振幅范围选择示波器时，应该优先考虑测试信号的实际频率范围，同时也要考虑信号的振幅范围。
例如，如果您需要测试的信号频率在几千赫兹以上，但示波器的可用带宽过低，则示波器完全无法应对这种高频信号的测量。
测量精度对于需要高精度测量的电路，建议选择带有高精度增益和偏移量补偿的示波器。
在对于波形的一些调整和缩放时，示波器还应提供高分辨率采样、突发模式、反向信号触发等功能。
测量环境示波器通常使用后便是被放置在研究实验室，但有些时候需要对电路进行野外测试，此时我们需要考虑示波器的外壳是否坚固耐用、是否具备适合野外环境的温度和精度等特性。
价格评估在选型时还需要考虑可支配的资金预算。
测试仪器选择：如何选择合适的示波器带宽
测试仪器选择：如何选择合适的示波器带宽带宽是大多数工程师在选择一款示波器时首先考虑的参数。
本文将为您提供一些有用的窍门，教您如何为您的数字和模拟应用选择合适的示波器带宽。
但首先，我们先看看示波器带宽的定义。
示波器带宽的定义所有示波器都表现出如示波器的这两种频率响应各有各的优缺点。
具备最大平坦频响的示波器比具备高斯频响的示波器对带内信号的衰减较小，也就是说前者对带内信号的测量更精确。
但具备高斯频响的示波器比具备最大平坦频响的示波器对代外信号的衰减小，也就是说在同样的带宽规格下，具备高斯频响的示波器通常具备更快的上升时间。
然而，有时对带外信号的衰减大有助于消除那些根据奈奎斯特标准（fMAX不论您手头的示波器具备高斯频响、最大平坦频响还是介于二者之间，我们都将输入信号通过示波器后衰减3 dB 时的最低频率视为该示波器的带宽。
示波器的带宽和频响可以利用正弦波信号发生器扫频测量得到。
信号在示波器-3dB 频率处的衰减转换后可表示为约-30%的幅度误差。
因此，我们不能奢望对那些主要的频率成分接近示波器带宽的信号进行精确测量。
与示波器带宽规格紧密相关的是其上升时间参数。
具备高斯频响的示波器，按照10%到90%的标准衡量，上升时间约为0.35/fBW。
具备最大平坦频响的示波器上升时间规格一般在0.4/fBW 范围上，随示波器频率滚降特性的陡度不同而有所差异。
但我们必须记住的是，示波器的上升时间并非示波器能精确测量的最快的边缘速度，而是当输入信号具备理论上无限快的上升时间（0 ps）时，示波器能够得到的最快边沿速度。
尽管实际上这种理论参数不可能测得到，因为脉冲发生器不可能输出边沿无限快的脉冲，但我们可以通过输入一。
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如何选择合适的示波器带宽来源:安捷伦科技作者:Johnnie Hancock带宽是大多数工程师在选择一款示波器时首先考虑的参数。
本文将为您提供一些有用的窍门，教您如何为您的数字和模拟应用选择合适的示波器带宽。
但首先，我们先看看示波器带宽的定义。
示波器带宽的定义所有示波器都表现出如图1所示的在较高频率处滚降的低通频率响应。
大多数带宽参数在1 GHz及以下的示波器通常表现为高斯响应，即具备约从-3 dB频率的三分之一处开始缓慢滚降的特性。
而那些带宽规格超过1 GHz的示波器通常则具备最大平坦频率响应，如图2所示。
这种频响通常表现为带内响应较平缓，而在约-3 dB频率处滚降较陡。
图1：低通频率响应图2：最大平坦频率响应示波器的这两种频率响应各有各的优缺点。
具备最大平坦频响的示波器比具备高斯频响的示波器对带内信号的衰减较小，也就是说前者对带内信号的测量更精确。
但具备高斯频响的示波器比具备最大平坦频响的示波器对代外信号的衰减小，也就是说在同样的带宽规格下，具备高斯频响的示波器通常具备更快的上升时间。
然而，有时对带外信号的衰减大有助于消除那些根据奈奎斯特标准(fMAX < fS)可能造成混迭的高频成分。
关于奈奎斯特采样理论更深入的探讨，请参看安捷伦应用笔记1587(Agilent Application Note 1587) 。
不论您手头的示波器具备高斯频响、最大平坦频响还是介于二者之间，我们都将输入信号通过示波器后衰减3 dB时的最低频率视为该示波器的带宽。
示波器的带宽和频响可以利用正弦波信号发生器扫频测量得到。
信号在示波器-3dB频率处的衰减转换后可表示为约-30%的幅度误差。
因此，我们不能奢望对那些主要的频率成分接近示波器带宽的信号进行精确测量。
与示波器带宽规格紧密相关的是其上升时间参数。
具备高斯频响的示波器，按照10%到90%的标准衡量，上升时间约为0.35/fBW。
具备最大平坦频响的示波器上升时间规格一般在0.4/fBW范围上，随示波器频率滚降特性的陡度不同而有所差异。
但我们必须记住的是，示波器的上升时间并非示波器能精确测量的最快的边缘速度，而是当输入信号具备理论上无限快的上升时间(0 ps)时，示波器能够得到的最快边沿速度。
尽管实际上这种理论参数不可能测得到，因为脉冲发生器不可能输出边沿无限快的脉冲，但我们可以通过输入一个边沿速度为示波器上升时间规格的3到5倍的脉冲来测量示波器的上升时间。
数字应用需要的示波器带宽经验告诉我们，示波器的带宽至少应比被测系统最快的数字时钟速率高5倍。
如果我们选择的示波器满足这一标准，那么该示波器就能以最小的信号衰减捕捉到被测信号的5次谐波。
信号的5次谐波在确定数字信号的整体形状方面非常重要。
但如果需要对高速边沿进行精确测量，那么这个简单的公式并未考虑到快速上升和下降沿中包含的实际高频成分。
公式：fBW ≥ 5 x fclk确定示波器带宽的一个更准确的方法是根据数字信号中存在的最高频率，而不是最大时钟速率。
数字信号的最高频率要看设计中最快的边沿速度是多少。
因此，我们首先要确定设计中最快的信号的上升和下降时间。
这一信息通常可从设计中所用器件的公开说明书中获取。
第一步：确定最快的边沿速度然后就可以利用一个简单的公式计算信号的最大“实际”频率成分。
Howard W. Johnson 博士就此题目写过一本书《高速数字设计》。
在书中，他将这一频率成分称为“拐点”频率(fknee)。
所有快速边沿的频谱中都包含无限多的频率成分，但其中有一个拐点(或称“knee”)，高于该频率的频率成分对于确定信号的形状就无关紧要了。
第二步：计算fkneefknee = 0.5/RT (10% - 90%)fknee = 0.4/RT (20% - 80%)对于上升时间特性按照10% 到90%阀值定义的信号而言，拐点频率fknee等于0.5除以信号的上升时间。
对上升时间特性按照20% 到80%阀值定义的信号而言(如今的器件规范中通常采用这种定义方式)，fknee等于0.4除以信号的上升时间。
但注意不要把此处的信号上升时间与示波器的上升时间规格混淆了，我们这里所说的是实际的信号边沿速度。
第三步就是根据测量上升时间和下降时间所需的精确程度来确定测量该信号所需的示波器带宽。
表1给出了对于具备高斯频响或最大平坦频响的示波器而言，在各种精度要求下需要的示波器带宽与fknee的关系。
但要记住的是，大多数带宽规格在1 GHz及以下的示波器通常都是高斯频响型的，而带宽超过1 GHz的通常则为最大平坦频响型的。
表1：根据需要的精度和示波器频率响应的类型计算示波器所需带宽的系数第三步：计算示波器带宽下面我们通过一个简单的例子进行讲解：对于在测量500ps上升时间(10-90%)时具有正确的高斯频率响应的示波器，确定其所需的最小带宽如果信号的上升/下降时间约为500ps(按10%到90%的标准定义)，那么该信号的最大实际频率成分((fknee)就约为1 GHz。
fknee = (0.5/500ps) = 1 GHz如果在进行上升时间和下降时间参数测量时允许20%的定时误差，那么带宽为1 GHz 的示波器就能满足该数字测量应用的要求。
但如果要求定时精度在3%范围内，那么采用带宽为2GHz的示波器更好。
20%定时精度：示波器带宽＝1.0x1GHz＝1.0GHz3%定时精度：示波器带宽＝1.9x1GHz＝1.9GHz下面我们将用几个带宽不同的示波器对与该例中的信号具备类似特性的一个数字时钟信号进行测量。
不同带宽示波器对同一数字时钟信号的测量比较图3给出了利用Agilent 公司带宽为100MHz的示波器 MSO6014A测量一个边沿速度为500ps(从10%到90%)的100MHz数字时钟信号得到的波形结果。
图3从图中可以看出，该示波器主要只通过了该时钟信号的100MHz基本频率成分，因此，时钟信号显示出来大约是正弦波的形状。
带宽为100MHz的示波器对许多时钟速率在10MHz 到 20MHz 范围的基于MCU的8bit设计而言可能非常合适，但对于这里测量的100MHz的时钟信号就明显不够了。
图4给出了利用Agilent公司500MHz带宽的示波器MSO6054A测量同一信号的结果。
图4从图中可以看出，该示波器最高能捕捉到信号的5次谐波，这恰好满足了我们在前面给出的第一个经验建议。
但在我们测量上升时间时发现，用这台示波器测量得到的上升时间约为750ps。
在这种情况下，示波器对信号上升时间的测量就不是非常准确，它得到的测量结果实际上很接近它自己的上升时间(700ps)，而不是输入信号的上升时间(接近500ps)。
这说明，如果时序测量比较重要，那么我们就需要用更高带宽的示波器才能满足这一数字测量应用的要求。
换用Agilent1-GHz带宽的示波器MSO6104A之后，我们得到的信号图像(见图5)就更准确了。
图5在示波器中选择上升时间测量后，我们得到的测量结果约为550ps。
这一测量结果的精度约为10%，已经非常让人满意，尤其在需要考虑示波器资金投入的情况下。
但有时，即便是1GHz带宽示波器得到的这种测量结果也可能被认为精度不够。
如果我们要求对这个边沿速度在500ps的信号达到3%的边沿速度测量精度，那么我们就需要2 GHz或更高带宽的示波器，这一点我们在前面的例子中已经提到。
换用2GHz带宽的示波器之后，我们现在看到的(见图6)就是比较精确的时钟信号，上升时间测量结果约为495ps。
图6安捷伦Infiniium系列高带宽示波器有一个优点，那就是带宽可以升级。
如果2 GHz 带宽对今天的应用已经足够，那么您开始可以只购买入门级的2-GHz示波器，以后当您需要更高的带宽时，再将其逐步升级到13 GHz。
模拟应用需要的示波器带宽多年之前，大多数示波器厂商就建议用户在选择示波器时，带宽至少应比最大信号频率高3倍。
尽管这一“3X”准则并不适用于以时钟速率为基础的数字应用，但它却仍然适用于已调RF信号测量等模拟应用。
为了便于读者理解这一三倍乘子的来历，我们来看一个1GHz 带宽示波器的真正频率响应。
图7所示为对Agilent1-GHz带宽示波器MSO6104A的扫频响应测试(扫频范围20 MHz 到 2 GHz)。
图7从图中可以看出，恰好在1 GHz处，输入信号衰减约为1.7 dB，这还远未超出定义示波器带宽的-3 dB限。
然而，要想精确测量模拟信号，我们只能利用示波器带宽中衰减最小的相对平坦的那部分频带。
对该示波器而言，在其1 GHz带宽的大约三分之一处，输入信号基本没有衰减(衰减为0dB)。
但并非所有示波器都具备这样的频响。
图8所示的是对另一厂商的1.5-GHz带宽示波器进行扫频响应测试的结果。
图8这正是一个远非平坦频响的例子。
该示波器的频响既不是高斯频响也不是最大平坦频响，反而更像“最大起伏”频响，而且尖峰现象很严重，这会导致波形严重失真，不论测量的是模拟信号还是数字信号。
不幸的是，示波器的带宽规范(即输入信号衰减为3dB的频率)中对在其他频率上的信号衰减或放大没有任何规定。
在这台示波器上，即便是在示波器带宽的五分之一处，信号也有大约1dB(10%)的衰减。
因此，在这种情况下再根据3X准则选择示波器就很不明智了。
所以，在挑选示波器时，最好是选择著名厂商的产品，而且要密切注意示波器频响的相对平坦度。
本文小结总的来说，对数字应用而言，示波器带宽至少应比被测设计的最快时钟速率快5倍。
但在需要精确测量信号的边沿速度时，则要根据信号的最大实际频率成分来决定示波器带宽。
对模拟应用而言，示波器带宽至少应比被测设计中的模拟信号最高频率高3倍，但这一经验准则只适用于那些在低频段上频响相对平坦的示波器。
而且我们选择示波器时也不能只顾眼前，不管将来。
只要预算允许，在今天购买稍优于应用最低要求的示波器可能会在将来为您节约不少投资。