文章结合数字示波器的几个首要功用指标，对其完成信号完整性的才干进行了剖析，并提出了在测验过程中挑选合适数字示波器的参阅依据。
数字示波器是一种通用测验外表，本质上是一种图形显现设备，相当于具有图形显现的电压表或万用表，能在屏幕上直观的显现信号随时刻改变的波形，并对波形的周期、电压、频率等参数进行丈量和剖析，广泛运用于科研、出产等各个领域，是工程师规划，调试，修理产品时的首要测验外表，对测验作业起着无足轻重的效果。
许多工程师在运用数字示波器时，都会遇到这样一些问题：用计量合格的数字示波器测得的信号崎岖和频率等数据有时会与信号自身规划值相差很远，于是就去找电路的问题，但费时吃力后，却一无所得，不知问题出在哪里。此外，关于同一信号，运用不同数字示波器测得的成果却不相同。
发生这些问题的原因与数字示波器的挑选有直接的联系。
1 数字示波器的首要功用指标
在挑选数字示波器时，咱们首要考虑其是否能够实在地显现被测信号，即显现信号与被测信号的一致性。
数字示波器的功用很大程度上影响到其完成信号完整性的才干，下面依据其首要功用指标进行详细剖析。
（1）带宽
如图1所示，数字示波器带宽指输入不同频率的等幅正弦波信号，当输出波形的崎岖随频率改变下降到实践崎岖的70.7%时的频率值（即f- 3dB）。带宽决议了数字示波器对信号的根本丈量才干。跟着信号频率的添加，数字示波器对信号的精确显现才干下降。实践测验中咱们会发现，当被测信号的频率与数字示波器带宽附近时，数字示波器将无法分辩信号的高频改变，显现信号呈现失真。例如：频率为100 MHz、电压崎岖为1 V的信号用带宽为100 MHz的数字示波器测验，其显现的电压只需0.7 V左右。图2为同一阶跃信号用带宽分别为4 GHz、1.5 GHz和300 MHz的数字示波器丈量所得的成果。从图中能够看出，数字示波器的带宽越高，信号的上升沿越陡，显现的高频重量成分越多，再现的信号越精确。实践运用中考虑到价格要素（数字示波器带宽越高价格越贵），经过实践经验的堆集，咱们发现只需数字示波器带宽为被测信号最高频率的3- 5倍，即可获得±3%到±2%的精度，满意一般的测验需求。
图1 频率呼应曲线
（2）上升时刻。
上升时刻的界说为脉冲崎岖从10%上升到90%的这段时刻（如图3 所示），它反映了数字示波器笔直体系的瞬态特性。数字示波器有必要要有足够快的上升时刻，才干精确地捕获快速改换的信号细节。数字示波器的上升时刻越快，对信号的快速改换的捕获也就越精确。
一般数字示波器的上升时刻和带宽满意以下公式：
其间，tr 为上升时刻，f- 3dB 为频带宽度，k 为介于0.35- 0.45 之间的常数（不同类型的数字示波器取值不同，能够查阅相应的说明书）。经过核算，并参阅带宽的选取准则，能够得出：只需数字示波器的上升时刻小于被测信号的三分之一到五分之一，就能满意一般的测验需求。
（3）频率呼应。
频率呼应为当输入不同频率的等幅正弦波信号时的呼应功用，它包含从直流或沟通低频几赫兹的正弦信号一直到无法显现崎岖的频率停止的悉数频率范围内的崎岖呼应。实践丈量中只考虑带宽功用还不足以确保数字示波器能够精确重现原始信号，在对数字示波器计量作业中，咱们发现有的数字示波器频率呼应曲线在低频段并不平整，会呈现较大的崎岖，假如测验相应频率的信号就会呈现失真现象。此刻，即便数字示波器的带宽比被测信号频率高出许多，也不能实在重现信号。因而，在挑选数字示波器时，针对不同的被测信号，其频率呼应也是要点考虑的功用指标之一。
（4）采样速率。
数字示波器的采样速率表明为样点数每秒（S/s）。采样速率越快越能实在重现原始信号。依据奈奎斯特定理，采样速率要大于等于2 倍的被测信号频率，才干不失真地复原原始信号。但这个定理的条件是依据无限长的时刻和接连的信号，在实践测验中，数字示波器的技能无法满意此条件。依据实践经验的堆集，数字示波器为了精确地再现原始信号，采样速率一般为原始信号最高频率的2.5- 10 倍。
2 探头对测验的影响
在实践作业中，还有必要运用探头体系（包含探头和探头衔接附件） 把被测电路的信号引进到数字示波器内部，因而探头体系的功用直接决议了引进到数字示波器的信号与被测信号的一致性程度。
为获得有用的丈量成果，为了实在地重现被测信号，挑选探头体系时首要考虑的以下三个要素为：
物理衔接、对电路操作的影响最小以及与原始信号的一致性程度。关于前两个要素需正确挑选探头衔接附件，最终一个要素则需求正确挑选探头体系的带宽。在整个测验体系中，带宽是由体系内带宽最低的部分决议的，因而测验信号时探头体系的带宽也是有必要考虑的要素之一。而一起，探头体系也成为了被测电路的一部分，有必定的负载效应。探头体系的负载特性体现在三个方面：探头体系的输入电阻、%&&&&&%和电感。与数字示波器配对的抱负的探头体系将最小化这种负载特性，充分发挥数字示波器实在再现被测信号的才干、特性和容限。因而挑选探头体系时，最好选用厂家所引荐的探头类型，并按功用挑选相应的衔接附件。
3 结语
综上所述，完成信号完整性的才干是测验中挑选数字示波器的中心衡量标准，影响数字示波器信号完整性的完成的几个要素是：数字示波器的带宽、上升时刻、频率呼应、采样速率和探头体系的带宽和负载效应。在实践购买时，为了获得最优性价比，能够遵从以下准则：数字示波器带宽为被测信号最高频率的3- 5 倍，上升时刻小于被测信号的三分之一到五分之一，频率呼应曲线平整，采样速率为被测信号最高频率的2.5- 10 倍，一起挑选厂家引荐的探头体系，即可满意一般的测验需求
