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浅谈示波器的刷新率和波形捕获率测量

2020年02月05日 16:18 ? 次阅读

有的朋友买了示波器,看到示波器的刷新率标称,可能会很好奇,想知道能否测出来。相对于采样率、存储深度等由硬件特性决定的指标,刷新率完全是由处理器处理方式决定的,合理的数据处理方式可以得到更高的刷新率,接下来我们就手把手教大家测量示波器的刷新率,感兴趣的朋友可以拿起手中的示波器测一下。

首先我们先来了解下示波器刷新率(也叫波形捕获率)的概念。

波形捕获率概念

波形捕获率是个什么概念呢?波形捕获率是相对于数字示波器来说的。数字示波器采样、处理数据、把数据在屏幕上显示出来都是需要时间的。我们也可以这样理解,示波器会眨眼睛。它们会每秒睁开眼睛多少次,来捕获信号,其间则会闭上眼睛去处理数据,把数据显示到屏幕上。

处理数据和把数据在屏幕上显示出来这段时间称为死区时间。

死区时间内示波器不采样数据,是探测不到信号发生的变化的,所以实际上不是所有波形我们都能在屏幕上看到,我们看到的波形其实是被死区时间分隔成一段一段的,因此就有了波形捕获率一说。

有的人可能会觉得好奇,示波器的屏幕刷新一般只有几十赫兹,每秒只能刷新几十张图片,这么多波形屏幕可以显示的过来吗?事实上,示波器里面还有波形合成器,如下图所示,波形合成器会将多帧波形合成一张图片,屏幕每秒虽然只刷新了几十张图片,但是每张图片里包含成千上万帧波形,所以波形刷新率再高屏幕都是可以显示的过来。

准备工具

1. 被测示波器

2. 测量示波器

3. 信号发生器

4. 2根BNC转BNC线

示波器每采样一帧波形,都会在Aux out输出一个脉冲信号,这个Aux out接口通常和示波器其他BNC通道口在一起,因此我们可以测量Aux out信号来测量示波器的波形捕获率。我们本次要测量麦科信STO1104C示波器的波形捕获率。

我们用一根BNC转BNC线将信号发生器输入到被测示波器的通道一口,用另一根BNC转BNC线链接被测示波器的Aux out接口和测量示波器的通道一口。

被测示波器设置

示波器标称的波形刷新率通常是最大值,而实际上每种设置和每个水平时基档位下波形捕获率都不一致,我们需要找到波形捕获率最大的那个设置。首先我们设置信号发生器生成一个2MHz的正弦波输入到被测示波器,然后被测示波器采样方式设置为正常,余晖设置为自动,记录长度设置为自动,调节时基到50ns后,打开测量示波器通道一的频率计,读数为80KHz左右,可得被测示波器的最大波形捕获率在8万次每秒。

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