100个关于示波器使用的知识点（四）

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*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，*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**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。

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 得探头得结果，可能会比 10:1 探头更好些 。另外，模拟示波器没有采样率得概念，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。

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。

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。

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)，如果使用的是安捷伦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*大采样速率。

62． 安捷伦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(安捷伦 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，*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%。

63． 示波器标称为 60MHZ，是否可以理解为它*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)。

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*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，也优良不是方波，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。

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，具体可参见安捷伦的应用文章：“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988－6109EN)，可测量其*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。

66． 使用安捷伦示波器精   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，具体可参见安捷伦的应用文章“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988－6109EN)，可测量其*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。

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

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；另一始在跟踪过程种，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)。

69． 使用安捷伦设备如何测试光信号？
答：安捷伦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。

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*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*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。