在运用电子丈量仪器的时分，波形查看是最常用到的功用，那么波形的收集和重构一般是怎样完结呢?在收集办法上比较典型的两种仪器便是示波器和功率剖析仪，今日小编就简略介绍一下瞬态、稳态丈量仪器常见的波形收集办法。
依据Nyquist (奈奎斯特)采样定理，能够完结的重建波形采样频率至少应为信号最高频率的2倍,而当示波器最大采样率超越丈量信号频率2倍的时分, 示波器一次“扫描”中收集远远满足的样点，构建精确的图画，这便是数字示波器常用收集办法–实时采样。实时采样是运用示波器捕获快速信号、单次信号、瞬态信号的仅有办法。
当采样进程不满足Nyquist (奈奎斯特)采样定理，就能够考虑运用另一种收集办法–等效采样。 等效采样的根本原理是把高频、快速信号变成低频、慢速重复信号进行收集。为了到达低速采样复原高频信号的意图，要求被测信号一定是周期改变的，假如将每个采样点安排在不同信号周期内，取自波形不同的方位上，而不是在同一个周期的话，就能够大大下降采样频率。终究经过数学办法再将多个周期内的采样点复原到一个周期内，重构被测信号。
这样等效采样能够运用低于原始信号两倍频率的采样频率不失真的采样并复原原始信号，合适于对高频周期信号的采样和剖析。如在丈量高频信号时，采样率不行时则不能在一次扫描中收集满足的样点。能够运用等效时刻采样，精确地收集频率超越收集率/2.5的信号。等效时刻采样经过从每次重复中捕获少数信息，构建重复信号的图画，波形缓慢构建，象一串灯相同，一个接一个地亮起。示波器能够精确地捕获频率成分远远高于示波器采样率的信号。
等效采样有能够分为次序等效采样和随机等效采样。
次序等效采样是在距离K个周期捕获一个样值，每经过k个周期再经过一个细小的延时△t就取得一个样值。假定k=1时，每周期采样N个点的等效采样和重构进程。终究将收集的数据拼凑到一个周期内，完结对原始输入信号波形的重构。重构后的采样频率变为细小延时△t的倒数。经过操控这个△t的巨细，就能够操控等效采样的频率。实践采样频率能够经过操控K的巨细进行调理。K越大，实践采样频率越小;而△t越小，等效采样频率越高。这样就完结了低速采样高频信号的意图。
图1 次序等效采样
随机等效采样选用内部的时钟, 它与输入信号和信号触发的时钟不同步, 样值接二连三的取得, 并且独立于触发方位。经过记载采样数据与触发方位的时刻差来确认采样点在信号中的方位来重建波形。这就产生了精确丈量与采样触发点相关的方位的问题。虽然采样在时刻上是接连的, 可是相关于触发器则是随机的, 由此产生了“ 随机”等效时刻采样的说法。
和示波器不同的是，相似功率剖析仪这种剖析稳态信号的仪器，则能够运用等效采样的概念进行采样运算。要求被测信号有必要是安稳的周期信号，不然丈量成果会有相对较大的差错。所以功率剖析仪是稳态丈量仪器，瞬态剖析才能较弱。
仪器运用固定采样率进行采样，都可能会呈现采样点固定呈现在被测信号固定方位上的状况，所以考虑引进随机采样，即动态修正采样率，这样办法就能够确保被测信号和采样率之间不存在整数倍的联系，能够很好的防止采样点呈现在被测信号的固定方位上导致无法精确丈量的成果。
当仪器的采样率低于输入信号频率，包含在信号中的高频成分将丢掉。这时，依据Nyquist 的采样定理，将呈现仪器信号中的高频成分被误处理成低频数据的现象，此现象称为混杂现象。随机采样便是为了处理混叠现象问题。
完结原理：经过前进采样率，然后随机抽取的办法进行抽点，终究变成同等仪器的采样率。这样相当于进行移动采样。
图2 频率混叠现象
当被测信号频率和采样率之间是整数倍联系的状况下，则关于整个更新周期内，采样率都是固定呈现在被测信号的固定方位上，采样获取被测信号的信息量是很有限的一部分，无法获取被测信号的悉数信息，成果就会呈现丈量不精确和跳动的现象。当采样率和被测信号之间无整数倍联系时，采样点会依照每个周期的时刻累积等概率的呈现在被测信号的悉数波形上，则能够获取被测信号的悉数有用信息，然后核算得出被测信号的精确的丈量成果。
举个比如，当输入信号频率高于100kHz时，5微秒(200kHz)一个采样点不足以描绘一个输入信号周期，但是多个周期采样点构成的包络与输入信号起伏共同，频率下降，PA丈量到的有用值与实践有用值是共同的，因而能够丈量高于fs/2的信号。这个混叠的进程能够简略理解为“变频”。但是需求防止信号频率为fs/2整数倍的状况，fin= n * (fin/2),n=1,2,3…。在200kHz下这些频率有100kHz、200kHz、300kHz …，在这些频率邻近，需求运用随机采样抽取办法。
别的，功率剖析仪因为显现屏像素远小于一个更新周期的采样点数，无法完好表现细节。功率剖析仪在显现波形时，就供给两种抽取办法：等距离抽取、峰值抽取;
等距离抽取是采样点 2M，显现点数 2k，实践显现的便是 1k 个点抽取一个，即显现第一个点，第 1001 个点、2001 个点等。
峰值抽取是采样点有 2M，显现点数 2k，实践显现是 2k 个点抽取两个，0~2000 点之间找最大和最小值，然后是 2001~4000 之间找最大和最小值，以此类推，从头构建波形。如下图：
图3 功率剖析仪两种抽取办法
综上所述，能够看出了丈量信号瞬态的示波器，在波形重构方面更倾向于描绘更“密”的点，显现更强的瞬态才能;和示波器相反，作为稳态丈量的功率剖析仪没有死区,首要偏重有用值丈量，波形抽取重点是描绘出信号的特征和幅值状况，这样的办法比较合适稳态的使用。别的，现在随时技能的前进，ZLG致远电子PA8000功率剖析仪根本功率精度0.01%，带宽5M, 采样率2MS/s, 在波形收集和波形重构才能已经有了质的腾跃，信任在波形重构方面，会越来越挨近示波器，展现更强壮的才能。
