55． 示波器如何顯示兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的波形？ 

答：示波器的顯示方式有多種：點(diǎn)顯示、正弦內(nèi)插顯示、直線(xiàn)連接顯示；示波器的缺省顯示方式通常為矢量連接顯示方式，有的示波器僅支持直線(xiàn)連接方式；無(wú)論是直線(xiàn)連接還是正弦內(nèi)插，在兩個(gè)實(shí)際采樣點(diǎn)之間提供的信息都不是實(shí)際采集的，由于直線(xiàn)連接方式可能會(huì)導(dǎo)致顯示出現(xiàn)突變，如在一正弦波的波峰采集一個(gè)點(diǎn)，兩邊的波谷各采集一點(diǎn)，會(huì)顯示出三角波，而用正弦內(nèi)插顯示出來(lái)仍是正弦波，所以，有些應(yīng)用文章中的說(shuō)法是：采用直線(xiàn)連接，對(duì)采樣率的要求更高，如10倍的關(guān)系(以真實(shí)再現(xiàn)波形)；采用正弦內(nèi)插，對(duì)采樣率要求稍低以下，也有文章說(shuō)，2.5倍就可以，工程上一般說(shuō)4倍以上，也有5倍，6倍的說(shuō)法。 

56． PCB板上的高速信號(hào)特征：156.25MHZ差分時(shí)鐘信號(hào)，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps，jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps),skew(+ vs.-)<20ps，請(qǐng)問(wèn)需要多高帶寬的示波器才能精確測(cè)量？測(cè)量誤差可達(dá)多少？ 

答：對(duì)于156.25MHz 差分時(shí)鐘信號(hào)，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps ，若您想精確測(cè)試該上升時(shí)間，如3%的測(cè)試精度，0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)，若10%精度可接受，0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)。注意若您使用差分探頭，您要確保，從被測(cè)點(diǎn)算起，整個(gè)示波器的帶寬是5.6GHz, 幸運(yùn)的是目前安捷倫推出了7GHz帶寬的差分探頭。同時(shí)，54855A本身的上升時(shí)間指標(biāo)實(shí)測(cè)是65ps , 說(shuō)明書(shū)上給出72ps的指標(biāo)。jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps) , 要精確測(cè)量抖動(dòng)指標(biāo)，要求示波器本身的抖動(dòng)指標(biāo)要更高，54855A本身的觸發(fā)抖動(dòng)指標(biāo)是1ps RMS ,比業(yè)界同類(lèi)產(chǎn)品好7倍，另一相關(guān)指標(biāo)是Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ]，好過(guò)同類(lèi)產(chǎn)品2倍以上，這和它真正使用20GSa/s的A/D有關(guān)，它消除了使用多個(gè)(10GSa/s A/D 或 5GSa/s A/D) 拼湊成一個(gè)20GSa/s所帶來(lái)的誤差。 

57． 在選擇示波器時(shí)，一般考慮的多的是帶寬。那么，在什么情況下要考慮采樣速率？ 

答：取決于被測(cè)對(duì)象，在帶寬滿(mǎn)足的前提下，希望最小采樣間隔(采樣率的倒數(shù))能夠捕捉到您需要的信號(hào)細(xì)節(jié)。業(yè)界有些關(guān)于采樣速率經(jīng)驗(yàn)公式，但基本上都是針對(duì)示波器帶寬得出的，實(shí)際應(yīng)用中，可以不用示波器測(cè)相同頻率的信號(hào)。若您在選型，對(duì)正弦波，選擇示波器帶寬是被測(cè)正弦信號(hào)頻率的3倍，以上，采樣率是帶寬的4到5倍，實(shí)際上是信號(hào)的12到15倍，若是其它波形，要保證采樣率足以捕獲信號(hào)細(xì)節(jié)。若您正在使用示波器，可透過(guò)以下方法驗(yàn)證采樣率是否夠用： 

將波形停下來(lái)，放大波形，若發(fā)現(xiàn)波形有變化（如某些幅值），采樣率就不夠，否則無(wú)礙。也可用點(diǎn)顯示來(lái)分析，采樣率是否夠用。 

58． 100MHz的模擬示波器可以較清楚看到寄生波形，而100MHz的數(shù)字示波器卻看不到（僅能看到波形加粗）？ 

答：此現(xiàn)象和示波器顯示有關(guān)，模擬示波器上看到的跡線(xiàn)一般較細(xì)，它通過(guò)垂直偏轉(zhuǎn)器直接將電壓打到屏幕上，而且掃描速率和波形刷新率都很快。數(shù)字示波器是通過(guò)A/D將波形電壓量化，存到內(nèi)存中，處理之后再顯示，數(shù)字示波器屏幕的顯示分辨率是有限的，通常為640點(diǎn)或1000點(diǎn)，若您將示波器的存儲(chǔ)深度(記錄長(zhǎng)度)設(shè)置成10K或2M, 這意味著，要讓內(nèi)存中10K或2M點(diǎn)的信息量通過(guò)640個(gè)點(diǎn)或1000個(gè)點(diǎn)來(lái)反映，無(wú)論算法有多好，都會(huì)帶來(lái)一定的顯示誤差，波形加粗的程度和存儲(chǔ)深度是相關(guān)的，這些問(wèn)題是數(shù)字示波器特有的問(wèn)題，另外數(shù)字示波器缺省顯示方式為矢量顯示方式，即會(huì)在兩個(gè)采樣點(diǎn)之間以線(xiàn)性算法，或正弦內(nèi)插算法插入一些點(diǎn)，模擬示波器沒(méi)有這些問(wèn)題。您可試著將示波器記錄長(zhǎng)度改為500點(diǎn)，并將矢量顯示改為點(diǎn)顯示，觀察數(shù)字示波器每次采樣實(shí)際得到的數(shù)據(jù)，調(diào)整時(shí)基，可以清楚得看到這些點(diǎn)，即使使用矢量顯示，線(xiàn)會(huì)變細(xì)些。僅從儀器角度出發(fā)，另外測(cè)量小信號(hào)，使用1:1得探頭得結(jié)果，可能會(huì)比10:1探頭更好些 。另外，模擬示波器沒(méi)有采樣率得概念，只有掃描速率概念，使用數(shù)字示波器，采樣率很多時(shí)候需考慮。 

59． 模擬和數(shù)字示波器在觀察波形的細(xì)部時(shí)，那個(gè)更有優(yōu)勢(shì)（例如：在過(guò)零點(diǎn)和峰值時(shí)，觀察1%以下的寄生波形）？ 

答：觀察1%以下的寄生波形，無(wú)論是模擬示波器還是數(shù)字示波器，觀察其精度都不是很好，模擬示波器的垂直精度未必比數(shù)字示波器更高，如某500MHz帶寬的模擬示波器垂直精度是+/-3%, 并不比數(shù)字示波器(通常為1~2%精度)更具優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)細(xì)節(jié)，數(shù)字示波器的自動(dòng)測(cè)量功能比模擬示波器的人工測(cè)量更精確。 

60． 數(shù)字示波器一般提供在線(xiàn)顯示均方根值，它的精度一般是多少？ 

答：示波器的幅值測(cè)量精度，很多人用A/D位數(shù)來(lái)衡量，實(shí)際上，隨著您所用的示波器帶寬，實(shí)際的采樣率設(shè)置等，會(huì)有變化，若帶寬不夠，本身帶來(lái)的幅值測(cè)量誤差就很大，若帶寬夠了，采樣設(shè)置很高，實(shí)際的幅值測(cè)量精度就不如采樣率低的時(shí)候的精度(您有時(shí)可參考示波器的用戶(hù)手冊(cè)，它可能會(huì)給出不同采樣率下，示波器的A/D實(shí)際有效位數(shù));總的來(lái)講，示波器測(cè)量幅值，包括均方根值的精度往往不如萬(wàn)用表，同樣，測(cè)量頻率，它不如頻率計(jì)數(shù)器。  示波器是電氣工程師的基礎(chǔ)儀器，但我經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有些工程師不能有效地使用其觸發(fā)功能。觸發(fā)常被認(rèn)為非常復(fù)雜，現(xiàn)在存在這樣一種趨勢(shì)，即如果有任何問(wèn)題，直接到實(shí)驗(yàn)室去求助專(zhuān)家來(lái)幫助設(shè)置觸發(fā)。本文的目的在于幫助工程師了解觸發(fā)的基本原理以及有效使用觸發(fā)的策略。

什么是觸發(fā)？

任何示波器的存儲(chǔ)器都是有限的，因此所有示波器都必須使用觸發(fā)。觸發(fā)是示波器應(yīng)該發(fā)現(xiàn)的用戶(hù)感興趣的事件。換句話(huà)說(shuō)，它是用戶(hù)想要在波形中尋找的東西。觸發(fā)可以是一個(gè)事件（即波形中的問(wèn)題），但不是所有的觸發(fā)都是事件。觸發(fā)實(shí)例包括邊沿觸發(fā)、毛刺信號(hào)觸發(fā)和數(shù)字碼型觸發(fā)。

示波器必須使用觸發(fā)的原因在于其存儲(chǔ)器的容量有限。例如，Agilent 90000 系列示波器具有 20 億采樣的存儲(chǔ)器深度。但是，即便擁有如此大容量的存儲(chǔ)器，示波器仍需要一些事件來(lái)區(qū)分哪 20 億個(gè)采樣需要顯示給用戶(hù)。盡管 20 億的采樣聽(tīng)起來(lái)似乎非常龐大，但這仍不足以確保示波器存儲(chǔ)器能夠捕獲到感興趣的事件。

示波器的存儲(chǔ)器可視為一個(gè)傳送帶。無(wú)論什么時(shí)候進(jìn)行新的采樣，采樣都會(huì)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器存滿(mǎn)時(shí)，最舊的采樣就會(huì)被刪除，以便保存較新采樣。當(dāng)觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)，示波器就會(huì)捕獲足夠的采樣，以將觸發(fā)事件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器要求的位置（通常是在中間），然后將這些數(shù)據(jù)顯示給用戶(hù)。

重復(fù)采樣模式與單次采樣模式

過(guò)去，較為常見(jiàn)的示波器運(yùn)行模式是重復(fù)模式。這意味著一旦示波器觸發(fā)并將數(shù)據(jù)顯示給用戶(hù)，它將立即開(kāi)始搜索下一個(gè)觸發(fā)事件。這就是示波器波形更新如此頻繁的原因。

任何一款示波器要想進(jìn)行觸發(fā)并將數(shù)據(jù)顯示給用戶(hù)，都需要時(shí)間來(lái)重新準(zhǔn)備觸發(fā)。這個(gè)時(shí)間也稱(chēng)為“掛起時(shí)間”。在掛起時(shí)間內(nèi)，示波器不能捕獲任何波形。因此，掛起時(shí)間越短，錯(cuò)失的事件越少。例如，如果有一個(gè)毛刺信號(hào)恰巧在掛起時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，那么它將不能在示波器的顯示屏上顯示。如果這個(gè)毛刺信號(hào)是一個(gè)罕見(jiàn)事件，則用戶(hù)可能認(rèn)為波形中沒(méi)有毛刺信號(hào)，而事實(shí)上它卻是存在的。因此，示波器的掛起時(shí)間越短，錯(cuò)失波形中重要事件的幾率就越低。

表述此概念的另一種方法是“更新速率”，即每秒鐘的波形數(shù)量。例如，Agilent 7000 系列示波器具有 100000 波形/秒的更新速率。

單次采樣模式用于查找單一觸發(fā)，而不會(huì)繼續(xù)采集更多波形。因此，當(dāng)用戶(hù)想要查找某個(gè)事件，檢查導(dǎo)致該事件的原因和事件發(fā)生后所出現(xiàn)的問(wèn)題時(shí)，便可使用單次采樣模式。這種模式對(duì)于分析不重復(fù)并且每次操作都會(huì)發(fā)生變化的波形尤其重要。

自動(dòng)模式與觸發(fā)模式

如果沒(méi)有發(fā)生觸發(fā)事件，將會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？這一個(gè)非常好的問(wèn)題。在這種情況下，屏幕上的波形將不會(huì)更新。這不是我們想要的情況，因?yàn)橛脩?hù)可能不知道如何改變觸發(fā)來(lái)獲得屏幕上的波形。例如，如果探頭滑落，示波器將可能停止觸發(fā)。不過(guò)，如果屏幕不能更新，信號(hào)丟失將很不明顯。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，示波器擁有一個(gè)稱(chēng)為“自動(dòng)（Auto）”觸發(fā)的模式。在此模式下，如果在一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法找到觸發(fā)，示波器將自動(dòng)觸發(fā)以更新屏幕。通常，示波器上有一些指示器（例如前面板上的 LED）來(lái)指示上一個(gè)觸發(fā)是真實(shí)觸發(fā)還是自動(dòng)觸發(fā)。這樣，如果用戶(hù)看到“自動(dòng)（Auto）”指示器，他們就會(huì)知道所設(shè)置的觸發(fā)沒(méi)有發(fā)生。例如，如果用戶(hù)設(shè)置的觸發(fā)為毛刺信號(hào)，他們將會(huì)知道示波器沒(méi)有檢測(cè)出毛刺信號(hào)。

然而，當(dāng)您回顧上一段的內(nèi)容時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)自動(dòng)觸發(fā)發(fā)生時(shí)，它就意味著每次觸發(fā)之后，示波器進(jìn)行重新準(zhǔn)備時(shí)具有掛起時(shí)間。為了完全避免這一時(shí)間，示波器應(yīng)改為“觸發(fā)（triggered）”模式。（這在某些示波器中稱(chēng)為“正?！蹦Ｊ剑?。在“觸發(fā)（triggered）”模式中，除非發(fā)現(xiàn)觸發(fā)事件，否則示波器將不會(huì)進(jìn)行觸發(fā)。因此，如果用戶(hù)將觸發(fā)模式設(shè)置為毛刺信號(hào)并且示波器一直沒(méi)有進(jìn)行觸發(fā)，那么用戶(hù)就可以確信毛刺信號(hào)沒(méi)有發(fā)生（至少示波器能夠檢測(cè)出）。