一、概述
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現象(使用傳感器之后可以研究其他現象)的變化過程,從而突破復雜性的層層壁壘,加快全局創新步伐,幫助各級工程師更方便、更快速、更準確地創造和實現技術進步,今天我們來看下在選擇示波器時,我們要考慮哪些因素。
二、考量因素
(1)帶寬
示波器的帶寬都是指-3dB點處的頻率,信號的被測頻率和上升沿兩個因素決定示波器的帶寬,選擇時示波器帶寬至少是被測信號的2到3倍,且示波器探頭的上升時間要快于被測信號上升時間。比如要測一個信號脈寬為1us,對應帶寬為1MHz,那示波器的帶寬至少是2MHz。鼎陽示波器分為經濟型示波器SDS1000X-E系列(70-200MHz),功能強大的SDS2000X-E和SDS2000X Plus系列(70-500MHz),物美價廉的12-bit分辨率示波器SDS1000X HD/SDS2000X HD系列(100-500MHz),旗艦示波器SDS5000X系列(350MHz-1GHz),12-bit高分辨率、2G帶寬數字示波器SDS6000 Pro系列,以及2022年發布的4GHz帶寬、12-bit高分辨率數字示波器SDS7000A系列,以及手持示波表SHS1000X/800X系列(70-200MHz)等。
(2)采樣率
數字示波器顯示的波形實際上是一個一個的采樣點,這就像一張照片一樣,采樣點越多信號就越接近真實。實時采樣率表達的就是示波器每秒捕獲這些采樣點的能力,和帶寬一樣,信號持續時間越短,采樣率越高,同時為了保證采集信號的準確度,一般是示波器帶寬的5-10倍。鼎陽示波器的采樣率在1 GSa/s、2 GSa/s、4 GSa/s、5 GSa/s、10 GSa/s、20 GSa/s之間,滿足測試開發的基本需求。
(3)存儲深度
存儲深度=采樣率×波形記錄時長,根據實際測試的需求,選擇對應的存儲深度,相同時間內,存儲深度越大,采樣率越高,示波器反應速度越慢;相同采樣率時,存儲深度越大,采集信號時間越長,波形更完整。實際使用中,對于異常信號,可用分段存儲等模式進行單點采集,節約存儲深度。
(4)通道數
主要考慮自己是否有同時測量3-4個信號的需求,如果沒有,則選擇2通道示波器即可。像三相交流電機要同時測試4個以上的信號,可以選擇6通道或者8通道示波器。如果要同時測試數十個信號,就選擇多通道緊湊型數字示波器SDS6000L系列,僅有1U高,能夠組建靈活的多通道采集系統,用更小的空間獲取更大的測量范圍,即通過同步機觸發多臺(可達64臺)示波器同步采集,支持擴展至512個模擬通道。鼎陽大部分示波器的通道數在2或者4之間,其中SDS6000 Pro系列、SDS6000L系列示波器支持4/8通道,SDS2000X-E系列、SDS1000A系列、SDS1000E+/F+系列、SDS1000CNL+/DL+系列、手持示波表僅支持2通道。
(5)波形捕獲率
數字示波器對信號的采集存儲和處理顯示是無法同時進行的,因此當示波器在處理顯示的時候,就會漏掉一部分信息,也稱之為示波器的死區時間。波形捕獲率表達的就是示波器每秒能采集多少次波形的能力,這個能力越大,死區時間就越小,也就越容易捕獲到異常的波形。一般來說,相同價格,進口的示波器波形捕獲率比較低。
(6)分辨率
高分辨率示波器能有效提高信號測量精度。傳統8-bit分辨率示波器的量化等級為256,而12-bit分辨率的量化等級為4096,這意味著測量電壓為1V的信號,12-bit下可測得的信號幅度低至1/4096V,而8-bit只有1/256V。12-bit分辨率可達到傳統8-bit的16倍,這將信號的測量精度提升了一個量級,使用戶能觀察到更多波形細節。鼎陽科技是國內較早推出12-bit的示波器廠家,同時也將超大觸摸屏推廣到了基礎示波器SDS1000X HD/SDS2000X HD系列型號,讓工程師能更好的觀察波形細節。
(7)價格
不同品牌示波器的價格有很大區別,比如是德、力科、泰克、羅德、橫河等進口品牌側重點不同,細分出不同的示波器系列,對應入門級測試、研發級測試需求,價格在數千到數十萬不等,個別型號在百萬以上。鼎陽示波器既有通用型研發示波器,也有用于產線、高校的示波器。
三、常見問題
(1)波形失真:啟用帶寬限制功能,或者低倍率探頭等。
(2)抓不到瞬態信號:優先考慮存儲深度和采樣率設置,其中采樣率低或者存儲深度小都應該更換示波器。
(3)戶外測試:推薦手持式示波器。
(4)屏幕太小:可外接顯示器。
(5)分辨率不夠:在測量紋波信號的時候,示波器的分辨率越高,細節越清晰;分辨率越低,越難測量到真實波形;可啟用高分辨率模式。
(6)分析軟件少:一般為選件,需要另外購買。
(7)遠程操作:通過瀏覽器即可對儀器進行遠程控制、觀察波形、獲取測量結果。
(8)探頭選型:分為無源探頭、差分探頭、電流探頭、光隔離探頭等,和預算、測試內容有關。
(9)貨期長:可申請樣機。
四、技術參數
型號 | 模擬帶寬 | 通道數 | 采樣率 | 波形捕獲率 | 存儲深度 |
SDS7000A | 2GHz/3GHz/4GHz | 4+EXT | 20GSa/s | 1000000wfm/s | 1Gpts/ch |
SDS6000 Pro | 350MH/500MHz/ 1GHz/2GHz | 4/8+EXT | 10GSa/s | 750000wfm/s | 500Mpts/ch |
SDS6000L | 500MHz/1GHz/2GHz | 4/8 +EXT | 10GSa/s | 750000wfm/s | 500Mpts/ch |
SDS5000X | 350MHz/500MHz/1GHz | 2/4+EXT | 5GSa/s | 500000wfm/s | 250Mpts/ch |
SDS3000X | 500MHz/1GHz | 4+EXT | 4GSa/s | 1000000wfm/s | 20Mpts/ch |
SDS2000X HD | 500MHz/350MHz/ 200MHz/100MHz | 4+EXT | 2GSa/s | 500000wfm/s | 200Mpts/ch |
SDS2000X Plus | 70MHz/100MHz/ 200MHz/350MHz/500MHz | 2/4+EXT | 2GSa/s | 500000wfm/s | 200Mpts/ch |
SDS2000X (停產) | 70MHz/100MHz/ 200MHz/300MHz | 2/4+EXT | 2GSa/s | 500000wfm/s | 140Mpts/ch |
SDS2000X-E | 100MHz/200MHz/350MHz | 2+EXT | 2GSa/s | 400000wfm/s | 28Mpts/ch |
SDS1000X/X+ (停產) | 50MHz/70MHz/ 100MHz/200MHz | 2+EXT | 1GSa/s | 400000wfm/s | 14Mpts/ch |
SDS1000X HD | 70MHz/100MHz/200MHz | 2/4+EXT | 1GSa/s | 400000wfm/s | 100Mpts/ch |
SDS1000X-E | 70MHz/100MHz/200MHz | 2/4+EXT | 1GSa/s | 400000wfm/s | 14Mpts/ch |
SDS1000X-C | 100MHz/200MHz | 2/4+EXT | 1GSa/s | 200000wfm/s | 14Mpts/ch |
SDS1104X-U | 100MHz | 4+EXT | 1GSa/s | 400000wfm/s | 14Mpts/ch |
SDS1000A | 50MHz/70MHz/ 100MHz/150MHz | 2+EXT | 1GSa/s | - | 2Mpts/ch |
SDS1000E+/F+ | 120MHz/200MHz | 2+EXT | 1GSa/s | - | 1Mpts/ch |
SDS1000CNL+/DL+ | 100M/200M | 2+EXT | 1GSa/s | - | 40kpts/ch |
SHS1000X | 70MHz/100MHz/200MHz | 2 | 1GSa/s | 400000wfm/s (Sequence 模式) | 12Mpts/ch |
SHS800X | 70MHz/100MHz/200MHz | 2 | 1GSa/s | 400000wfm/s (Sequence 模式) | 12Mpts/ch |
五、高分辨率示波器系列
型號 | 模擬帶寬 | 通道數 | 采樣率 | 屏幕尺寸 | 垂直分辨率 |
SDS1000X HD | 70MHz/100MHz/200MHz | 2/4+EXT | 1GSa/s | 10.1英寸 | 12-bit |
SDS2000X HD | 100MHz/200MHz 350MHz/500MHz | 4+EXT | 2GSa/s | 10.1英寸 | 12-bit |
SDS6000L | 500MHz/1GHz/2GHz | 4/8+EXT | 10GSa/s | 外接顯示器 | 10-bit/12-bit |
SDS6000 Pro | 350MH/500MHz/ 1GHz/2GHz | 4/8+EXT | 10GSa/s | 12.1英寸 | 10-bit/12-bit |
SDS7000A | 2GHz/3GHz/4GHz | 4+EXT | 20GSa/s | 15.6英寸 | 10-bit/12-bit |
六、其它因素
復雜的國際關系背景下,關鍵領域的國產化成為競爭焦點,自上而下的產業政策將加速自主可控產業鏈成長。作為現代工業的基礎設備,通用電子測試測量儀器主要用于科學研究和產品開發,其下游應用廣泛,涵蓋通訊、半導體、航空航天、汽車電子、醫療電子、消費電子、教育科研等行業,選擇國產示波器將改善國內通用電子測試測量儀器研發、生產和銷售能力,為實現國產化和進口替代提供支持力量。鼎陽科技數十年如一日的堅持以用戶體驗、市場為導向,推出不同系列、型號的示波器,滿足國內日漸增長的測試需求,同時拓展了產品類型,推出了頻譜分析儀、網絡分析儀、信號發生器、任意波形發生器、多通道電源、電子負載、萬用表等一系列相關儀器及配件,助力客戶完成更復雜、多樣化的測試。