如何选择示波器采样率

发布网友发布时间：2022-04-24 15:10

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热心网友时间：2023-10-18 06:34

对于实时示波器来说，目前普遍采用的是实时采样方式。所谓实时采样，就是对被测的波形信号进行等间隔的一次连续的高速采样，然后根据这些连续采样的样点重构或恢复波形。在实时采样过程中，很关键的一点是要保证示波器的采样率要比被测信号的变化快很多。

那么究竟要快多少呢？可以参考数字信号处理中的奈奎斯特（Nyquist）定律。Nyquist定律说，如果被测信号带宽是有限的，那么在对信号进行采样和量化时，如果采样率是被测信号带宽的2倍以上，就可以完全重建或恢复出信号中承载的信息而不会产生混叠。

如下图就是采样率不足导致的信号混叠，可以看到采集到的信号和原始信号相比，频率变小了很多。

大多数示波器会提供几种采样模式供用户选择，常见的有正常采样、平均采样、峰值采样和包络采样。

正常采样模式下，示波器按相等的时间间隔对信号采样以重建波形。此模式可对大部分波形产生最佳显示效果。

在峰值采样模式中，当水平时基设置较低时，将保留最小采样值和最大采样值，以捕获罕见事件和窄事件（在扩大任何噪声的前提下）。该模式将显示至少与采样周期一样宽的所有脉冲。峰值采样模式可用于更方便地查看毛刺或窄脉冲。在峰值采样模式中，窄毛刺和跳变沿比“正常”采样模式中显示得更亮，使它们更容易被看到。应用峰值采样方式可以避免信号的混淆，但也会显示更多的实际噪声。

使用平均采样模式可平均多个采集结果，以减少所显示信号中的随机或无关噪声。平均多个采样结果需要稳定的触发。平均的数目可在平均采样模式后的选择框内进行设定，平均数目越高，显示的波形对波形变化的响应就越慢。必须在波形对变化的响应速度与信号上所显示噪声的降低程度之间进行折衷。

使用包络采样模式可以看到数次采样到的波形的叠加效果，在指定的N个采样数据中捕获一个信号的最大值和最小值，可设置波形叠加次数，如下图为一个包络采样模式下波形叠加次数为32的调幅信号。

无论选择了哪种采样方式，都要记住保证采样率至少是被测信号带宽的2倍以上，事实上我们更建议是3-5倍以上，这样更容易捕获的波形的异常信息。

最后一件事值得注意的是，示波器的采样率同示波器的带宽不同，当你打开多通道的时候，采样率会被每个通道平均分配。因此如果你打开了多个通道，一定要再次确认下采样率是否依然满足条件。

热心网友时间：2023-10-18 06:35

大部分示波器为变采样频率。变化规则如下：
当横坐标时间单位变大或刻度数变大时，采样频率降低。这样做的好处是一屏波形显示的数据点数基本固定，但是，也有不足之处：
以变频器输出PWM波形，当基波频率降低时，为了查看一个完整的信号周期，需要将横坐标进行压缩（时间变长）。可是，对于PWM波，此时的信号带宽并没有变窄。示波器却降低了采样频率，若采样频率低于信号带宽的两倍，波形将出现混乱！
定采样频率示波器则没有上述问题，因此带来的代价是需要海量的存储空间和快速的运算速度及优异的显示性能。