- 模拟带宽(BW):模拟前端幅度响应的 $-3$ dB 截止频率。正弦信号到 BW 附近时测得幅度约只有低频幅度的 70.7%。测快速上升沿一般需比待测信号有更宽的带宽。
- 采样率 $f_s$:ADC 每秒取样数,决定单次采集中样点的时间间隔 $\Delta t=1/f_s$。Nyquist 条件是理想带限重建的下界,实际测脉冲边沿通常需要远高于 2 倍信号最高有效频率。
- 存储深度 $N$:单次记录能容纳多少样点,记录时间约 $T=N/f_s$。同样深度下,增大采样率会缩短可连续捕获时长。
- 波形捕获速率(wfms/s):每秒采集多少次完整记录,和 ADC 采样率不是同一量。记录之间可能存在处理死区,稀有毛刺可能恰好落在死区。
上升时间与测量误差
对于近似单极点高斯响应等常见前端,常用经验式
$$
t_{r,\rm scope}\approx \frac{0.35}{BW}.
$$
当输入与仪器的边沿响应近似独立、形状满足该经验模型时
$$
t_{r,\rm meas}\approx\sqrt{t_{r,\rm signal}^2+t_{r,\rm scope}^2}.
$$
例如 1 GHz 示波器仪器上升时间约 0.35 ns,真实 1 ns 边沿可能显示为约 $\sqrt{1^2+0.35^2}=1.06$ ns。实际还包含探头与线缆带宽,不应把该公式当作通用精确校正。
采集方式选择
- 实时采样:适用于单次突发/非重复事件;必须有足够模拟带宽与采样率。
- 等效时间采样:跨多次重复事件重建高速波形,适合稳定重复信号,不能重建只发生一次的随机毛刺。
- 峰值检测:波形显示间隔中保留最大/最小值,利于看到窄毛刺。
- 平均:多次触发对齐后平均,适合重复波形降噪,但可能抹掉不重复的异常。
- 分段采集(Sequence):只记录触发附近数据,节省存储并减小事件之间的死区,适合稀疏脉冲群。
- 触发:边沿/脉宽/毛刺/逻辑/间隔等;Single 为满足条件后采一次,Normal 等待满足条件,Auto 可无触发仍刷新。
实操与安全
- 先确认探头 1×/10× 与示波器输入量程、50 Ω/1 MΩ 端接设置,做探头补偿。
- 确认保护地和探头接地夹的电气连接;不能把接地夹直接夹到市电火线或未知高电位上,必要时使用合格差分探头和隔离测量方法。