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存储深度的单位是

发布时间: 2022-05-07 21:28:51

存储深度对示波器的影响到底有多大

得益于电子技术的发展,在国外三巨头垄断的示波器领域,国产示波器也如雨后春笋般涌现出来,优秀国产示波器的代表:鼎阳(Siglent)科技和北京普源精电,如今得到了长足的发展,但由于信号传输的链路瓶颈以及IC封锁,夹缝中生长的国产示波器注定暂时只能走低端路线,这导致了国产示波器同质化比较严重、各厂家生产的示波器性能跟质量参差不齐。放眼望去,外观乃至界面各厂商都一致地采用所谓的“主流”操作方式,而作为衡量示波器的技术指标,工程师更多地考虑那些出现在产品手册和杂志广告的标题中列出的技术指标,在这些主要的技术指标中,众所周知的是带宽、采样率和存储深度。诚然带宽指标理所当然非常重要。带宽决定示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加,示波器对信号的准确显示能力将下降。如果没有足够的带宽,示波器将无法分辨高频变化。幅度将出现失真,边缘将会消失,细节数据将被丢失。如果没有足够的带宽,得到的关于信号的所有特性,响铃和振鸣等都毫无意义。本规格指出示波器所能准确测量的频率范围。每位工程师都足够重视带宽对测量的影响,所以大家都遵循测量的五倍法则:示波器所需带宽=被测信号的最高信号频率*5,使用五倍准则选定的示波器的测量误差将不会超过+/-2%,对大多的操作来说已经足够。关于采样率,指数字示波器对信号采样的频率,类似于电影摄影机中的帧的概念。示波器的采样速率越快,所显示的波形的分辨率和清晰度就越高,重要信息和事件丢失的概率就越小,信号重建时也就越真实。采样率又分为实时采样率跟等效采样率,我们平常所说的采样率是指实时采样率,这是因为实时采样率可以用来实时地捕获非周期异常信号,而等效采样率则只能用于采集周期性的稳定信号。 存储深度虽然也作为重要指标之一,但在衡量示波器时候却往往忽略它的重要性,一直以来都把它作为一个“次要”指标看待,并不是很清楚大的存储深度对于测量有什么影响,再加上有些示波器厂家对“存储深度”的误导,同时存储深度跟采样率的隐藏关联关系,导致存储深度处于一个形同虚设的指标,为了纠正这些误解,下面跟大家一起探讨什么是存储深度?大的存储深度对测量有什么影响? 何谓存储深度存储深度是示波器所能存储的采样点多少的量度。如果您需要不间断的捕捉一个脉冲串,则要求示波器有足够的存储器以便捕捉整个事件。将所要捕捉的时间长度除以精确重现信号所须的取样速度,可以计算出所要求的存储深度,也称记录长度。并不是有些国内二流厂商对外宣称的“存储深度是指波形录制时所能录制的波形最长记录“,这样的偷换概念,完全向相反方向引导人们的理解,难怪乎其技术指标高达”1042K“的记录长度。这就是为什么他们不说存储深度是在高速采样下,一次实时采集波形所能存储的波形点数。把经过A/D数字化后的八位二进制波形信息存储到示波器的高速CMOS内存中,就是示波器的存储,这个过程是“写过程”。内存的容量(存储深度)是很重要的。对于DSO,其最大存储深度是一定的,但是在实际测试中所使用的存储长度却是可变的。在存储深度一定的情况下,存储速度越快,存储时间就越短,他们之间是一个反比关系。同时采样率跟时基(timebase)是一个联动的关系,也就是调节时基档位越小采样率越高。存储速度等效于采样率,存储时间等效于采样时间,采样时间由示波器的显示窗口所代表的时间决定,所以:存储深度=采样率× 采样时间(距离 = 速度×时间)由于DSO的水平刻度分为12格,每格的所代表的时间长度即为时基(timebase),单位是s/div,所以采样时间= timebase × 12. 由存储关系式知道:提高示波器的存储深度可以间接提高示波器的采样率,当要测量较长时间的波形时,由于存储深度是固定的,所以只能降低采样率来达到,但这样势必造成波形质量的下降;如果增大存储深度,则可以以更高的采样率来测量,以获取不失真的波形。下图曲线揭示了采样率、存储深度、采样时间三者的关系及存储深度对示波器实际采样率的影响。比如,当时基选择10us/div档位时,整个示波器窗口的采样时间是10us/div * 12格=120us,在1Mpts的存储深度下,当前的实际采样率为:1M÷120us︽8.3GS/s,如果存储深度只有250K,那当前的实际采样率就只要2.0GS/s了! 存储深度决定了实际采样率的大小一句话,存储深度决定了DSO同时分析高频和低频现象的能力,包括低速信号的高频噪声和高速信号的低频调制。明白了存储深度与取样速度密切关系后,我们来浅谈下长存储对于我们平常的测量带来什么的影响呢?平常分析一个十分稳定的正弦信号,只需要500点的记录长度;但如果要解析一个复杂的数字数据流,则需要有上万个点或更多点的存储深度,这是普通存储是做不到的,这时候就需要我们选择长存储模式。可喜的是现在国产示波已经具有这样的选择,比如鼎阳(Siglent)公司推出的ADS1000CA系列示波器高达2M的存储深度,是目前国产示波器最大的存储深度示波器,打破了只有高端示波器才可能具有大的存储深度的功能。通过选择长存储模式,以便对一些操作中的细节进行优化,同时配备1G实时采样率以及高刷新率,完美再现捕获波形。长存储对平常的测量中,影响最明显的是在表头含有快速变化的数据链和功率测量中。这是由于功率电子的频率相对较低(大部分小于1MHz),这对于我们选择示波器带宽来说300MHz的示波器带宽相对于几百KHz的电源开关频率来说已经足够,但很多时候我们却忽略了对采样率和存储深度的选择.比如说在常见的开关电源的测试中,电压开关的频率一般在200KHz或者更快,由于开关信号中经常存在着工频调制,工程师需要捕获工频信号的四分之一周期或者半周期,甚至是多个周期。开关信号的上升时间约为100ns,我们建议为保证精确的重建波形需要在信号的上升沿上有5个以上的采样点,即采样率至少为5/100ns=50MS/s,也就是两个采样点之间的时间间隔要小于100/5=20ns,对于至少捕获一个工频周期的要求,意味着我们需要捕获一段20ms长的波形,这样我们可以计算出来示波器每通道所需的存储深度=20ms/20ns=1Mpts !这就是为什么我们需要大的存储深度的原因了!如果此时存储深度达不到1 Mpts,只有普通示波器的几K呢?那么要么我们无法观测如此长周期信号,要么就是观测如此长周期信号时只能以低采样率进行采样,结果波形重建的时候根本无法详细显示开关频率的波形情况。长存储模式下,既保证了采样在高速率下对信号进行采样,又能保证记录长时间的信号。如果此时只进行单次捕捉或停止采集,那么在不同时基下扩展波形时由于数据点充分,可以很好观测叠加在信号上面的小毛刺等异常信号,这对于工程师发现问题、调测设备带来极大的便利。而如果是普通存储,为了保持高的采样率,则在长的记录时间内,由于示波器的连续采样,则内存中已经记录了几帧数据,内存中的数据并不是一次采集获得的数据,此时如果停止采集,并对波形旋转时基进行放大显示,则只能达到有限的几个档位,无法实现全扫描范围的观察。在DSO中,通过快速傅立叶变换(FFT)可以得到信号的频谱,进而在频域对一个信号进行分析。如电源谐波的测量需要用FFT来观察频谱,在高速串行数据的测量中也经常用FFT来分析导致系统失效的噪声和干扰。对于FFT运算来说,示波器可用的采集内存的总量将决定可以观察信号成分的最大范围(奈奎斯特频率),同时存储深度也决定了频率分辨率△f。如果奈奎斯特频率为500 MHz,分辨率为10 kHz,考虑一下确定观察窗的长度和采集缓冲区的大小。若要获得10kHz 的分辨率,则采集时间至少为: T = 1/△f = 1/10 kHz = 100 ms,对于具有100kB 存储器的数字示波器,可以分析的最高频率为:△ f × N/2 = 10 kHz × 100kB/2 = 500MHz。对于DSO来说,长存储能产生更好的FFT结果,既增加了频率分辨率又提高了信号对噪声的比率。 一句话,长存储起到一个总览全局又细节呈现的的效果,存储深度决定了DSO同时分析高频和低频现象的能力,包括低速信号的高频噪声和高速信号的低频调制。

❷ 怎样挑选示波器

1/7分步阅读
了解您需要测试的信号

您要知道用示波器观察什么?您要捕捉并观察的信号其典型性能是什么?您的信号是否有复杂的特性?您的信号是重复信号还是单次信号?您要测量的信号过渡过程的带宽,或者上升时间是多大?您打算用何种信号特性来触发短脉冲、脉冲宽度、窄脉冲等?您打算同时显示多少信号?您对测试信号作何种处理?

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选择示波器的核心技术差异:模拟(DRT)、数字(DSO)、还是数模兼合(DPO)

传统的观点认为模拟示波器具有熟悉的控制面板,价格低廉,因而总觉得模拟示波器 “ 使用方便 ” 。但是随着 A/D 转换器速度逐年提高和价格不断降低,以及数字示波器不断增加的测量能力和实际上不受限制的测量功能,数字示波器已独领风骚。但是数字示波器显示具有三维的缺陷、处理连续性数据慢等缺点,需要具有数模兼合技术的示波器,例 DPO 数字荧光示波器。

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确定测试信号带宽

带宽一般定义为正弦波输入信号幅度衰减到 -3dB 时的频率,即幅度的70.7% 。带宽决定示波器对信号的基本测量能力。如果没有足够的带宽,示波器将无法测量高频信号,幅度将出现失真,边缘将会消失,细节数据将被丢失;如果没有足够的带宽,得到的信号所有特性,包含响铃和振鸣等都毫无意义。

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A/D转换器的采样速率(或采样速度)

单位为每秒采样次数( S/s ),指数字示波器对信号采样的频率。示波器的采样速率越快,所显示的波形的分辨率和清晰度就高,重要信息和事件丢失的概率就越小。

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屏幕刷新率也称为波形更新速度

所有的示波器都会闪烁,示波器每秒钟以特定的次数捕获信号,在这些测量点之间将不再进行测量,这就是波形捕获速率,也称屏幕刷新率,表示为波形数每秒( wfms/s )。一定要区分波形捕获速率与A/D采样速率的区别。采样速率表示示波器在一个波形或周期内A/D采样输入信号的频率 ; 波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。波形捕获速率取决于示波器的类型和性能级别,且有着很大的变化范围。高波形捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特性,并能极大地增加示波器快速捕获瞬时的异常情况,如抖动、矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的概率。

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选用适当的存储深度,也称记录长度

存储深度是示波器所能存储的采样点多少的量度。如果您需要不间断的捕捉一个脉冲串,则要

❸ 示波器设备技术参数中的存储深度是什么其单位Mpts是什么意思

存储深度是数字示波器的一个基本参数,其单位pts是points的缩写。这个参数的含义是示波器一次采集显示可以处理的波形点数,存储深度32Mpts的意思是,示波器一次采集、处理和显示波形,可以显示32M(1M等于一百万)个点(points)。

(3)存储深度的单位是扩展阅读:

示波器分类:

1、普通示波器。电路结构简单,频带较窄,扫描线性差,仅用于观察波形。

2、多用示波器。频带较宽,扫描线性好,能对直流、低频、高频、超高频信号和脉冲信号进行定量测试。借助幅度校准器和时间校准器,测量的准确度可达±5%。

3、多线示波器。采用多束示波管,能在荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形,没有时差,时序关系准确。

4、多踪示波器。具有电子开关和门控电路的结构,可在单束示波管的荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形。但存在时差,时序关系不准确。

❹ 什么是数字示波器的存储深度有何意义

存储深度与存储容量相当,又称记录长度,用记录一帧波形数据占有的存储容量来表示,大的存储深度方便分析因果关系或者持续很长时间的事件。存储容量与水平分辨率在数值上互为倒数关系。但存储容量并非越大越好,由于仪器最高取样速率的限制,若存储容量选取不恰当,往往会因时间窗口缩短而失去信号的重要成分,或者因时间窗口增大而使水平分辨率降低。 Siglent示波器采用创新的平衡方案解决,高达2M的存储深度处于业界最高水平。

❺ 什么是存储深度

存储深度是示波器所能存储的采样点多少的量度,如果您需要不间断地扑捉一个脉冲串,则需要示波器有足够的存储器以便扑捉整个事件。将扑捉的时间长度除以信号所需的取样速率,可以算出存储深度,也叫做记录长度。如国睿安泰信的ADS1102CML+的存储深度为2Mpts。

❻ 示波器存储深度pts是什么 是多大的呀

pts是points缩写,就是点的意思。

存储深度,一般公式是:

存储深度=采样率*波形时长

但是要注意的是,存储深度是个固定的指,而采样率会随着我们调节波形时长而变化。

所以有的示波器,比如标着采样率是1G,但一看存储深度是10几K(1M=1024K),那么实际上他很多时候是达不到这个采样的。

比如1M点的记录长度,意味着示波器最多一屏幕可以采集1百万个点,M是millon百万的意思

比如这台麦科信的STO1104C,存储深度最大可以设置为28M

❼ 数字示波器中:Kpts,PPM,Sa/s,wfs,

Kpts(kilo points)是存储深度的单位,即一次存储多少个数据点,比如5Kpts一次性存储5000个数据点.还有Mpts
PPM (parts permillion),是时基精度的单位,即误差百万分之几,比如±10ppm在水平时基上有正负百万分之十的误差
Sa/s(sample/second)是采样率的单位,即每秒采集多少采样点,比如1GSa/s每秒采集1G个数据点.
wfs 不全,应该是wfs/s或者wfms/s(waveforms/seond)是波形捕获率的单位,即每秒采集多少波形
Vrms(voltage root mean square)是电压的单位,电压有效值,电压均方根值

❽ 什么是示波器的实时采样率

对于示波器而言带宽、采样率和存储深度是它的三大关键指标。相对于工程师们对示波器带宽的熟悉和重视,采样率和存储深度往往在示波器的选型、评估和测试中为大家所忽视。本文的目的是通过简单介绍采样率的相关理论结合常见的应用帮助工程师更好的理解采样率和存储深度这两个指标的重要特征及对实际测试的影响,同时有助于我们掌握选择示波器的权衡方法,树立正确的使用示波器的观念。

在开始了解采样和存储的相关概念前,我们先了解一下数字存储示波器的工作原理。

图3 采样率SF<2 f,混叠失真

图4和图5显示的波形看上去非常相似,但是频率测量的结果却相差很大,究竟哪一个是正确的?仔细观察我们会发现图4中触发位置和触发电平没有对应起来,而且采样率只有250MS/s,图5中使用了20GS/s的采样率,可以确定,图4显示的波形欺骗了我们,这即是一例采样率过低导致的混叠(Aliasing)给我们造成的假象。


因此在实际测量中,对于较高频的信号,工程师的眼睛应该时刻盯着示波器的采样率,防止混叠的风险。我们建议工程师在开始测量前先固定示波器的采样率,这样就避免了欠采样。力科示波器的时基(Time Base)菜单里提供了这个选项,可以方便的设置。

由Nyquist定理我们知道对于最大采样率为10GS/s的示波器,可以测到的最高频率为5GHz,即采样率的一半,这就是示波器的数字带宽,而这个带宽是DSO的上限频率,实际带宽是不可能达到这个值的,数字带宽是从理论上推导出来的,是DSO带宽的理论值。与我们经常提到的示波器带宽(模拟带宽)是完全不同的两个概念。

那么在实际的数字存储示波器,对特定的带宽,采样率到底选取多大?通常还与示波器所采用的采样模式有关。

采样模式
当信号进入DSO后,所有的输入信号在对其进行A/D转化前都需要采样,采样技术大体上分为两类:实时模式和等效时间模式。

实时采样(real-time sampling)模式用来捕获非重复性或单次信号,使用固定的时间间隔进行采样。触发一次后,示波器对电压进行连续采样,然后根据采样点重建信号波形。

等效时间采样(equivalent-time sampling),是对周期性波形在不同的周期中进行采样,然后将采样点拼接起来重建波形,为了得到足够多的采样点,需要多次触发。等效时间采样又包括顺序采样和随机重复采样两种。使用等效时间采样模式必须满足两个前提条件:1.波形必须是重复的;2.必须能稳定触发。
实时采样模式下示波器的带宽取决于A/D转化器的最高采样速率和所采用的内插算法。即示波器的实时带宽与DSO采用的A/D和内插算法有关。

这里又提到一个实时带宽的概念,实时带宽也称为有效存储带宽,是数字存储示波器采用实时采样方式时所具有的带宽。这么多带宽的概念可能已经看得大家要抓狂了,在此总结一下:DSO的带宽分为模拟带宽和存储带宽。通常我们常说的带宽都是指示波器的模拟带宽,即一般在示波器面板上标称的带宽。而存储带宽也就是根据Nyquist定理计算出来的理论上的数字带宽,这只是个理论值。
通常我们用有效存储带宽(BWa)来表征DSO的实际带宽,其定义为:BWa=最高采样速率 / k,最高采样速率对于单次信号来说指其最高实时采样速率,即A/D转化器的最高速率;对于重复信号来说指最高等效采样速率。K称为带宽因子,取决于DSO采用的内插算法。DSO采用的内插算法一般有线性(linear)插值和正弦(sinx/x)插值两种。K在用线性插值时约为10,用正弦内插约为2.5,而k=2.5只适于重现正弦波,对于脉冲波,一般取k=4,此时,具有1GS/s采样率的DSO的有效存储带宽为250MHz。

图6 不同插值方式的波形显示

我们记住以下结论:在使用正弦插值法时,为了准确再显信号,示波器的采样速率至少需为信号最高频率成分的2.5倍。使用线性插值法时,示波器的采样速率应至少是信号最高频率成分的10倍。这也解释了示波器用于实时采样时,为什么最大采样率通常是其额定模拟带宽的四倍或以上。

❾ Kpts/CH是什么单位,字母分别代表什么

Kpts(kilo points)是存储深度的单位,即一次存储多少个数据点,比如5Kpts一次性存储5000个数据点。

CH(chanel)频道。

Kpts/CH即每个频道储存的数据点的数量。