采样后的数字信号经过DSP优化。插值算法(如sin(x)/x)连接离散点,还原连续波形。有限脉冲响应(FIR)滤波器抑制噪声或限制带宽。FFT运算将时域信号转为频域频谱,显示谐波成分。数学函数支持通道间运算(如C1+C2)。自动测量参数(如RMS、上升时间)通过算法直接从数据点计算。8.存储与波形重建技术数字示波器将采样数据存入存储器。存储深度越大,捕获时间长且时间分辨率高。分段存储将内存分为多段(如100段),每段保存触发前后的数据,高效捕捉偶发事件。波形重建时,插值算法填补采样点间的空白。矢量显示用直线连接点,光栅显示填充像素,后者更适合高频细节。9.探头补偿与信号完整性探头需与示波器输入阻抗匹配。1:10探头引入RC衰减网络,补偿电容需调整以匹配示波器输入电容(通常通过方波校准)。接地线过长会引入电感,导致振铃。有源探头使用放大器减少负载效应,差分探头抑制共模噪声。探头带宽必须大于示波器带宽,否则成为系统瓶颈。 人类用光点亮文明,工程师用示波器读懂光的语言。keysight86100C示波器操作手册
探头使用关键技巧探头选择与补偿探头类型适用场景注意事项无源探头(10:1)<600MHz通用电路(如ECU供电)需补偿电容,避免波形失真14有源差分探头高频/浮地测量(如IGBT驱动)带宽>信号频率2倍,抑制共模干扰14补偿步骤:连接示波器校准端口(1kHz方波),调整探头电容至波形无过冲/欠补偿(图2vs图3对比)1427。接地优化短接地弹簧:替代长鳄鱼夹,减少电感谐振(上升时间误差从)14。四线法测电阻:消除接触电阻影响,精细检测<1Ω电机绕组2。负载效应规避双探头验证法:通道1测输入、通道2测输出,若Vout/Vin偏离理论值(如10MHz时衰减30%),说明探头电容负载过大27。高频对策:探头并联50Ω终端电阻,匹配阻抗减少反射(尤其>1GHz场景)13。 Agilent86108B模块示波器产品手册示波器开发本质是高速硬件设计(前端/ADC/存储)、实时信号处理(滤波/FFT/测量)与人机交互的三维融合。
针对高速通信总线(如USB、CAN、PCIe),示波器分析信号完整性(眼图、抖动),而逻辑分析仪解析协议内容(数据包头、校验位)。案例:调试USB通信时,示波器通过眼图评估信号质量(如眼高、抖动容限)3,逻辑分析仪解码数据包内容,定位CRC校验失败的具体字段26。技术实现:逻辑分析仪的多通道触发(如地址匹配触发)精细捕获异常数据帧4,示波器同步分析其物理层波形(如阻抗突变导致的反射)5。MSO结合FFT功能,将总线噪声频谱与协议错误时间点关联8。**3.嵌入式系统软硬件协同调试在MCU或FPGA开发中,示波器监测模拟外设(如PWM驱动电机电压),逻辑分析仪跟踪代码执行流程(如中断触发、外设寄存器写入)。案例:电机控制异常时,示波器捕捉PWM波形占空比突变,逻辑分析仪解码SPI总线发现配置寄存器写入错误79。
1.基础设置优化垂直与水平参数配置根据信号特性调整垂直灵敏度(V/div)和时基(s/div)。例如,高频信号需选择高采样率(如10GS/s以上)以保留细节,低频信号则需长存储深度(如28Mpts)记录完整周期。通道耦合方式(AC/DC)需匹配信号类型:AC耦合可滤除直流偏置,DC耦合保留完整电压信息110。触发系统精确配置选择边沿、脉宽、视频或协议触发模式。例如,脉宽触发可隔离特定宽度的异常脉冲,协议触发(如I2C地址匹配)能精细定位通信帧起始点。泰克示波器的序列触发支持多级条件组合,可捕捉复杂时序事件213。2.多维度信号分析工具时频域联合分析通过FFT功能将时域信号转换为频域,分析谐波、噪声和调制特性。例如,使用汉宁窗(HanningWindow)减少频谱泄漏,结合RBW(分辨率带宽)设置优化频率分辨率。罗德与施瓦茨示波器的SpectrumTime功能可生成3D瀑布图,动态观察频谱随时间变化118。 示波器在工业控制领域的应用极为广,其高精度信号捕捉与分析能力使其成为诊断、调试和优化的重要工具。
带宽选择黄金法则1.基础公式被测信号比较高频率×5(经验倍数)例:测量200MHz时钟→需≥1GHz带宽示波器;测量56GbaudPAM4光信号(基频28GHz)→需≥140GHz带宽(如KeysightUXR系列)。2.不同信号类型的带宽需求信号类型带宽要求实测案例数字方波≥信号基频×5100MHz时钟→500MHz示波器正弦波≥信号频率×21GHz射频信号→≥2GHz带宽PAM4高速串行≥符号率×(56GBaud)→≥42GHz脉冲/阶跃信号≥→≥1GHz🔧三、工程实践中的精度优化策略1.高分辨率示波器的补偿作用当带宽受限时(如*有500MHz设备测200MHz时钟):选用12-bit高分辨率ADC(如RigolMSO8000)可提升小信号测量精度,但无法解决高频衰减问题。2.带宽增强技术DSP数字滤波:通过软件算法扩展等效带宽(如泰克DPO70000的FlexRes技术),但会引入额外噪声。光采样示波器:突破电子采样极限,直接测量太赫兹信号(如EXFOPSO-200)。3.探头带宽匹配探头带宽需≥示波器带宽:使用1GHz示波器搭配500MHz探头→系统带宽降级至500MHz。高频测量必选差分探头:避免接地线电感造成振铃(如泰克THDP系列支持>8GHz)。 2024年全球示波器市场规模**$22.8亿**,中国占比超30%。是德N1032B模块示波器模式
新能源汽车的神经监护仪——BMS信号脉动,尽在掌握。keysight86100C示波器操作手册
存储深度指示波器单次捕获的采样点数(如1Mpts)。深度越大,在相同时基下可保留更高时间分辨率,适合捕获长时间窗口内的瞬态事件(如偶发毛刺)。但大存储深度会降低波形刷新率,需权衡处理速度与细节需求。分段存储功能可将内存划分为多个片段,*保存触发前后的有效数据。14.示波器的自动测量与数学运算功能现代示波器提供30种以上自动测量项(如频率、周期、上升时间、均方根值)。数学运算功能支持通道间加减乘除、积分微分、FFT频谱分析。例如,用“A-B”模式抵消探头接地噪声,或对电流和电压波形积分计算功率消耗。自定义公式功能可扩展分析能力。15.示波器在医疗电子设备测试中的角色医疗设备(如心电图机、超声发生器)需严格符合安全与性能标准。示波器可测量ECG模拟器的输出波形是否符合幅度(1-2mV)和频率()要求,检测除颤器脉冲能量,或分析超声探头的驱动信号谐波成分。高压隔离和浮动测量功能是医疗应用的关键需求。 keysight86100C示波器操作手册