示波器的選擇，哪些參數(shù)是必須關(guān)注的？
2017/9/22 11:48:06
示波器，真的是“人”如其名，就是顯示市波形的機(jī)器，它還被譽(yù)為“電子工程師的眼睛”。它的核心功能就是為了把被測(cè)信號(hào)的實(shí)際波形顯示在屏幕上，以供工程師查找定位問題或評(píng)估系統(tǒng)性能等等。它的發(fā)展同樣經(jīng)歷了模擬和數(shù)字兩個(gè)時(shí)代。
市場(chǎng)上如此多種類的示波器，該選擇哪一款呢?示波器的廣告宣傳中，往往會(huì)凸顯帶寬和采樣率兩個(gè)非常重要的參數(shù)。但是，還有哪些隱藏在說明書中的參數(shù)需要我們關(guān)注呢?下面是我在選擇示波器的時(shí)候，我習(xí)慣做一些詳細(xì)的記錄，下面來跟大家分享一下，希望能夠?qū)Υ蠹矣幸欢ǖ膸椭?br />
市場(chǎng)上幾個(gè)品牌的示波器，如，泰克示波器，福祿，以及最近一款Pico示波器都是比較出名的一些品牌，性價(jià)度比較高的。
首先，在選擇一臺(tái)示波器的時(shí)候，先問自己想要的是哪一種類型的示波器，如PC示波器呢還是臺(tái)式示波器，亦或者是手持示波器呢？給自己一個(gè)明確的方向。
PC示波器和臺(tái)式示波器，這是兩種不同的設(shè)備類型，可根據(jù)需要去選擇示波器的類型。很多人喜歡用臺(tái)式示波器，因?yàn)樗梢灾苯臃旁谠囼?yàn)臺(tái)上測(cè)試電路信號(hào)，而不需要配置一臺(tái)電腦才能使用。也有人喜歡PC示波器，通過USB來連接到電腦上使用。我一直以來都比較喜歡于PC示波器。首先是它只需要占用很小的地方，例如，我可以將示波器垂直地放在桌子，這樣就可以節(jié)省了一些地方。
喜歡PC示波器的另一個(gè)原因是，它能夠用電腦的鍵盤和鼠標(biāo)來設(shè)置示波器，尤其是在用高級(jí)觸發(fā)時(shí)，鍵盤和鼠標(biāo)更加方便。另外，當(dāng)你想要進(jìn)行屏幕截圖或者存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，直接在用鼠標(biāo)在電腦上操作就行，而不必先保存在示波器內(nèi)，然后再通過一個(gè)U盤或者其他類似設(shè)備將其拷貝到電腦上。
對(duì)PC示波器，人們抱怨最多的是它探頭的地線跟USB的地線是連接在一起的!所以你需要確保在測(cè)試時(shí)，PC示波器和電腦的地線間沒電壓差。
其實(shí)，大多數(shù)示波器在進(jìn)行測(cè)試時(shí)都需要考慮這個(gè)情況，不管臺(tái)式示波器還是PC示波器。如果你用歐姆表來檢測(cè)一下，你會(huì)發(fā)現(xiàn)那個(gè) “探頭地線”實(shí)際上也是和臺(tái)式示波器的系統(tǒng)地連接在一起。至少我曾經(jīng)測(cè)試我購(gòu)買的幾臺(tái)其他品牌的示波器，都是這樣的情況。因此對(duì)PC示波器存在抱怨是不太公平的。
你也可以選用差分或者隔離示波器，他們主要用來消除在不同輸入端之間的接地回路問題。他們也能給您更多的測(cè)量靈活性。比如說，如果你想要測(cè)試經(jīng)過“高側(cè)分流電阻”的電壓，你就可以用差分示波器來測(cè)量了，TiePieHS4 DIFF差分示波器就可以實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量。當(dāng)然，你也可以給普通單端示波器購(gòu)買差分探頭，同樣可以實(shí)現(xiàn)差分測(cè)量。大多數(shù)的供應(yīng)商都制作這樣的探頭(安捷倫、泰克、PicoTech和Rigol等)。
二、信號(hào)輸入類型
幾乎所有的示波器都有直流耦合和交流耦合的輸入，你有時(shí)可能想要去對(duì)比示波器的最小量程和最大量程。其實(shí)，不要太過考慮那些所謂的上限和下限，除非您有很特殊的要求。當(dāng)您考慮示波器的最大輸入范圍時(shí)，請(qǐng)記住你很有可能需要用到10:1的探頭，這就意味著一個(gè)有±20V的輸入范圍的示波器可以在10:1的探頭的幫助下變成范圍為±200V。
當(dāng)考慮示波器的最小輸入范圍時(shí)，噪聲是完全可以讓你抓狂的!例如，示波器有一個(gè)1mV/div的范圍，那么你就必須要考慮噪聲的影響。測(cè)量一個(gè)非常小的信號(hào)時(shí)，一般不要在測(cè)量端使用有源探頭。比如，你想要測(cè)經(jīng)過分流器的電流的時(shí)候，是完全可以用差分放大芯片自己動(dòng)手制作一個(gè)。
除了真正的測(cè)量范圍，你可能也會(huì)對(duì)“偏置范圍”感興趣。在DC耦合時(shí)，大多數(shù)示波器都能夠去掉一個(gè)固定的電壓(用偏置功能)。例如，你可以在一個(gè)最大1.0V的輸入范圍下測(cè)試1.2V的輸入電壓，因?yàn)槭静ㄆ魇强梢韵葘⑿盘?hào)上減少1V。當(dāng)然，當(dāng)你需要在一些固定的電壓上去掉更小的信號(hào)時(shí)，將會(huì)更加方便。
另一種常見的輸入類型是50Ω阻抗輸入。正常情況下，這就意味著示波器可以在AC、DC和DC50輸入類型間切換。DC50的意思就是輸入是有50Ω的阻抗的。一般用到更高模擬帶寬的示波器上有這個(gè)功能。例如，它可以測(cè)量一個(gè)50Ω阻抗SMA連接器端輸出的時(shí)鐘信號(hào)。另外，50Ω的輸入阻抗可以簡(jiǎn)化示波器與其他的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行連接的步驟(不用額外配置1MΩ轉(zhuǎn)50歐阻抗轉(zhuǎn)換器)。如果你也想要用一個(gè)低噪聲的放大器去測(cè)量一個(gè)非常小的信號(hào)，那也是沒有問題的，因?yàn)槟憧梢詼?zhǔn)確地將低噪聲放大器的輸出關(guān)閉。
如果你最后需要DC50的終端，你可以購(gòu)買一個(gè)50Ω的直通端子，最高配套1GHz 帶寬的示波器使用�？梢灾苯舆B接在示波器前端，從而獲得50Ω的輸入阻抗。
一個(gè)大型的示波器公司往往會(huì)有不同帶寬、不同輸入范圍，不同型號(hào)的產(chǎn)品。比如說，Pico5000系列最高帶寬200MHz， DC\AC高阻抗輸入。Pico6000系列的示波器500MHz帶寬及其以下的型號(hào)輸入類型有DC\AC\DC50。6000系列1000MHz帶寬的示波器下只有50Ω的輸入阻抗。其他的供應(yīng)商幾乎也是這樣：在最高的帶寬下也是有50Ω的輸入阻抗，中等帶寬的示波器有DC\AC\DC50三種輸入類型，低帶寬示波器只有DC\AC模式。
市場(chǎng)上如此多種類的示波器，該選擇哪一款呢?示波器的廣告宣傳中，往往會(huì)凸顯帶寬和采樣率兩個(gè)非常重要的參數(shù)。但是，還有哪些隱藏在說明書中的參數(shù)需要我們關(guān)注呢?下面是我在選擇示波器的時(shí)候，我習(xí)慣做一些詳細(xì)的記錄，下面來跟大家分享一下，希望能夠?qū)Υ蠹矣幸欢ǖ膸椭?br />
市場(chǎng)上幾個(gè)品牌的示波器，如，泰克示波器，福祿，以及最近一款Pico示波器都是比較出名的一些品牌，性價(jià)度比較高的。
首先，在選擇一臺(tái)示波器的時(shí)候，先問自己想要的是哪一種類型的示波器，如PC示波器呢還是臺(tái)式示波器，亦或者是手持示波器呢？給自己一個(gè)明確的方向。
PC示波器和臺(tái)式示波器，這是兩種不同的設(shè)備類型，可根據(jù)需要去選擇示波器的類型。很多人喜歡用臺(tái)式示波器，因?yàn)樗梢灾苯臃旁谠囼?yàn)臺(tái)上測(cè)試電路信號(hào)，而不需要配置一臺(tái)電腦才能使用。也有人喜歡PC示波器，通過USB來連接到電腦上使用。我一直以來都比較喜歡于PC示波器。首先是它只需要占用很小的地方，例如，我可以將示波器垂直地放在桌子，這樣就可以節(jié)省了一些地方。
喜歡PC示波器的另一個(gè)原因是，它能夠用電腦的鍵盤和鼠標(biāo)來設(shè)置示波器，尤其是在用高級(jí)觸發(fā)時(shí)，鍵盤和鼠標(biāo)更加方便。另外，當(dāng)你想要進(jìn)行屏幕截圖或者存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，直接在用鼠標(biāo)在電腦上操作就行，而不必先保存在示波器內(nèi)，然后再通過一個(gè)U盤或者其他類似設(shè)備將其拷貝到電腦上。
對(duì)PC示波器，人們抱怨最多的是它探頭的地線跟USB的地線是連接在一起的!所以你需要確保在測(cè)試時(shí)，PC示波器和電腦的地線間沒電壓差。
其實(shí)，大多數(shù)示波器在進(jìn)行測(cè)試時(shí)都需要考慮這個(gè)情況，不管臺(tái)式示波器還是PC示波器。如果你用歐姆表來檢測(cè)一下，你會(huì)發(fā)現(xiàn)那個(gè) “探頭地線”實(shí)際上也是和臺(tái)式示波器的系統(tǒng)地連接在一起。至少我曾經(jīng)測(cè)試我購(gòu)買的幾臺(tái)其他品牌的示波器，都是這樣的情況。因此對(duì)PC示波器存在抱怨是不太公平的。
你也可以選用差分或者隔離示波器，他們主要用來消除在不同輸入端之間的接地回路問題。他們也能給您更多的測(cè)量靈活性。比如說，如果你想要測(cè)試經(jīng)過“高側(cè)分流電阻”的電壓，你就可以用差分示波器來測(cè)量了，TiePieHS4 DIFF差分示波器就可以實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量。當(dāng)然，你也可以給普通單端示波器購(gòu)買差分探頭，同樣可以實(shí)現(xiàn)差分測(cè)量。大多數(shù)的供應(yīng)商都制作這樣的探頭(安捷倫、泰克、PicoTech和Rigol等)。
二、信號(hào)輸入類型
幾乎所有的示波器都有直流耦合和交流耦合的輸入，你有時(shí)可能想要去對(duì)比示波器的最小量程和最大量程。其實(shí)，不要太過考慮那些所謂的上限和下限，除非您有很特殊的要求。當(dāng)您考慮示波器的最大輸入范圍時(shí)，請(qǐng)記住你很有可能需要用到10:1的探頭，這就意味著一個(gè)有±20V的輸入范圍的示波器可以在10:1的探頭的幫助下變成范圍為±200V。
當(dāng)考慮示波器的最小輸入范圍時(shí)，噪聲是完全可以讓你抓狂的!例如，示波器有一個(gè)1mV/div的范圍，那么你就必須要考慮噪聲的影響。測(cè)量一個(gè)非常小的信號(hào)時(shí)，一般不要在測(cè)量端使用有源探頭。比如，你想要測(cè)經(jīng)過分流器的電流的時(shí)候，是完全可以用差分放大芯片自己動(dòng)手制作一個(gè)。
除了真正的測(cè)量范圍，你可能也會(huì)對(duì)“偏置范圍”感興趣。在DC耦合時(shí)，大多數(shù)示波器都能夠去掉一個(gè)固定的電壓(用偏置功能)。例如，你可以在一個(gè)最大1.0V的輸入范圍下測(cè)試1.2V的輸入電壓，因?yàn)槭静ㄆ魇强梢韵葘⑿盘?hào)上減少1V。當(dāng)然，當(dāng)你需要在一些固定的電壓上去掉更小的信號(hào)時(shí)，將會(huì)更加方便。
另一種常見的輸入類型是50Ω阻抗輸入。正常情況下，這就意味著示波器可以在AC、DC和DC50輸入類型間切換。DC50的意思就是輸入是有50Ω的阻抗的。一般用到更高模擬帶寬的示波器上有這個(gè)功能。例如，它可以測(cè)量一個(gè)50Ω阻抗SMA連接器端輸出的時(shí)鐘信號(hào)。另外，50Ω的輸入阻抗可以簡(jiǎn)化示波器與其他的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行連接的步驟(不用額外配置1MΩ轉(zhuǎn)50歐阻抗轉(zhuǎn)換器)。如果你也想要用一個(gè)低噪聲的放大器去測(cè)量一個(gè)非常小的信號(hào)，那也是沒有問題的，因?yàn)槟憧梢詼?zhǔn)確地將低噪聲放大器的輸出關(guān)閉。
如果你最后需要DC50的終端，你可以購(gòu)買一個(gè)50Ω的直通端子，最高配套1GHz 帶寬的示波器使用�？梢灾苯舆B接在示波器前端，從而獲得50Ω的輸入阻抗。
一個(gè)大型的示波器公司往往會(huì)有不同帶寬、不同輸入范圍，不同型號(hào)的產(chǎn)品。比如說，Pico5000系列最高帶寬200MHz， DC\AC高阻抗輸入。Pico6000系列的示波器500MHz帶寬及其以下的型號(hào)輸入類型有DC\AC\DC50。6000系列1000MHz帶寬的示波器下只有50Ω的輸入阻抗。其他的供應(yīng)商幾乎也是這樣：在最高的帶寬下也是有50Ω的輸入阻抗，中等帶寬的示波器有DC\AC\DC50三種輸入類型，低帶寬示波器只有DC\AC模式。
