市场上示波器品种繁复,怎么挑选一款示波器?商家在宣扬时往往会杰出带宽和采样率这两个参数,这样挑选是不是满有把握,那些参数背面隐藏着哪些不为人知?请听小编解说挑选示波器有必要留意的参数。
挑选示波器的时分,我做了具体的记载,这儿想跟我们共享一下,我是怎么挑选一台示波器的!我研讨了市场上几个品牌的示波器,最终,挑选了一款Pico示波器,所以,相关于其他示波器,我将会要点介绍这款示波器。可是,内容或许有些简略,由于我没有太多的示波器,所以不能将拍成相片放在文章中。我也不是Pico的职工,在这儿我会尝试着放以一些其他有这个系列产品的供货商的例子来坚持平衡。
这个系列由四个专题组成。下次专题二,我在评论宽带和采样率。本次专题一将介绍示波器的物理特性:台式示波器和PC示波器的探头类型和数字输入。下一次,我将会评论示波器的中心参数,像带宽、采样率、模数转化的分辨率。之后,我将会介绍运行在示波器上的软件和一些细节,比方长途操控,快速傅立叶改换(FFT),数字解码和缓存。最终,将会介绍其他的一些参数,像外部触发和时钟同步,还有总结一下我现已介绍过的示波器参数。
一、你是想要PC示波器的仍是台式示波器?
这是两种不同的设备类型,可依据需求去挑选示波器的类型。许多人喜爱用台式示波器,由于它能够直接放在试验台上测验电路信号,而不需求装备一台电脑才干运用。也有人喜爱PC示波器,经过USB来衔接到电脑上运用。我一直以来都比较喜爱于PC示波器。首先是它只需求占用很小的当地,例如,我能够将示波器笔直地放在桌子,这样就能够节省了一些当地(如图1所示)。
图1 笔直放置示波器
我喜爱PC示波器的另一个原因是,它能够用电脑的键盘和鼠标来设置示波器,尤其是在用高档触发时,键盘和鼠标愈加便利。别的,当你想要进行屏幕截图或许存储数据时,直接在用鼠标在电脑上操作就行,而不必先保存在示波器内,然后再经过一个U盘或许其他类似设备将其拷贝到电脑上。
当然USB示波器也有一些缺陷。人们诉苦最多的或许便是没有按钮操控功用,不过这个也是很简略处理的。
图2中你能够看到USB的“旋钮板”,那是我自己做的。旋钮的每次旋转都会发送一次“键击指令”,只需你的PC示波器激活自定义快捷键、改动输入规模和时基等功用。一般状况下,我仍是用键盘和鼠标,由于我发现有时他们比旋钮好用。假如你喜爱这个规划,你能够在我的博客上找得到。
图2 克己示波器旋钮
具有一款PC示波器也意味着你能够具有一个大尺度的屏幕。一款高端的示波器能够在12.1英寸的屏幕上显现,可是你能够用200美元或许更低的价格为你的电脑购买一个22寸的显现屏来显现波形。假如你的示波器的软件支撑多个窗口的话,那你就能够像图3中那样来设置多个显现界面。
图3 软件显现多个窗口
关于我个人来说,我愈加喜爱我的电脑上一次只显现一个界面。当然,假如你不想用你的电脑来配套示波器运用的话,这时你或许需求的便是一台台式示波器。
二、地线在哪里?
对PC示波器,人们诉苦最多的是它探头的地线跟USB的地线是衔接在一起的!所以你需求保证在测验时,PC示波器和电脑的地线间没电压差。
其实,大多数示波器在进行测验时都需求考虑这个状况,不论台式示波器仍是PC示波器。假如你用欧姆表来检测一下,你会发现那个 “探头地线”实际上也是和台式示波器的体系地衔接在一起。至少我从前测验我购买的几台其他品牌的示波器,都是这样的状况。因而对PC示波器存在诉苦是不太公正的。
你也能够选用差分或许阻隔示波器,他们首要用来消除在不同输入端之间的接地回路问题。他们也能给您更多的丈量灵活性。比方说,假如你想要测验经过“高侧分流电阻”的电压,你就能够用差分示波器来丈量了,TiePieHS4 DIFF差分示波器就能够完成这种丈量。当然,你也能够给一般单端示波器购买差分探头,相同能够完成差分丈量。大多数的供货商都制造这样的探头(安捷伦、泰克、PicoTech和Rigol等)。
三、输入信号类型
简直一切的示波器都有直流耦合和沟通耦合的输入,你有时或许想要去比照示波器的最小量程和最大量程。其实,不要过分考虑那些所谓的上限和下限,除非您有很特别的要求。当您考虑示波器的最大输入规模时,请记住你很有或许需求用到10:1的探头,这就意味着一个有±20V的输入规模的示波器能够在10:1的探头的协助下变成规模为±200V。
当考虑示波器的最小输入规模时,噪声是彻底能够让你抓狂的!例如,示波器有一个1mV/div的规模,那么你就有必要要考虑噪声的影响。丈量一个十分小的信号时,一般不要在丈量端运用有源探头。比方,你想要测经过分流器的电流的时分,是彻底能够用差分扩大芯片自己着手制造一个。
除了真实的丈量规模,你或许也会对“偏置规模”感兴趣。在DC耦合时,大多数示波器都能够去掉一个固定的电压(用偏置功用)。例如,你能够在一个最大1.0V的输入规模下测验1.2V的输入电压,由于示波器是能够先将信号上削减1V。当然,当你需求在一些固定的电压上去掉更小的信号时,将会愈加便利。
另一种常见的输入类型是50Ω阻抗输入。正常状况下,这就意味着示波器能够在AC、DC和DC50输入类型间切换。DC50的意思便是输入是有50Ω的阻抗的。一般用到更高模仿带宽的示波器上有这个功用。例如,它能够丈量一个50Ω阻抗SMA衔接器端输出的时钟信号。别的,50Ω的输入阻抗能够简化示波器与其他的试验仪器进行衔接的过程(不必额定装备1MΩ转50欧阻抗转化器)。假如你也想要用一个低噪声的扩大器去丈量一个十分小的信号,那也是没有问题的,由于你能够精确地将低噪声扩大器的输出封闭。
假如你最终需求DC50的终端,你能够购买一个50Ω的直通端子,最高配套1GHz 带宽的示波器运用。能够直接衔接在示波器前端,然后取得50Ω的输入阻抗。
一个大型的示波器公司往往会有不同带宽、不同输入规模,不同类型的产品。比方说,Pico5000系列最高带宽200MHz, DCAC高阻抗输入。Pico6000系列的示波器500MHz带宽及其以下的类型输入类型有DCACDC50。6000系列1000MHz带宽的示波器下只要50Ω的输入阻抗。其他的供货商简直也是这样:在最高的带宽下也是有50Ω的输入阻抗,中等带宽的示波器有DCACDC50三种输入类型,低带宽示波器只要DCAC方式。
四、探头的质量和类型
在日复一日的运用中,没有什么东西能够跟你的示波器的探头质量那样影响着你。这是你与示波器的互动桥梁。
大多数“规范”的示波器探头是跟图4中的相片相同的。
图4 通用探头
它们是可调档位从1:1到10:1的衰减,10:1是对输入信号衰减10倍。值得留意的一点是,在1:1的方式下,大多数的示波器具有十分有限的带宽—一般是小于10MHz。然而在10:1方式下或许会有300MHz的带宽!别的,10:1方式下的负载更小。更高带宽的探头一般只要10:1方式。我猜测是由于高频时,频频的切换探头衰减档位会损坏。
首先要查看的是探头的顶尖是否是能够移除的。假如你弄坏了顶尖,它是很便利的换一个顶尖,而不是把整个探头都更换了。假如你是在勘探一个PCB板,它能够很简略勘探丈量点。当然,一般的探头都会有一个适配器,用于专门测验PCB的,而不是只要一个探头顶级。老款的安捷伦的1160A探头便是有这样一个顶级。
我很喜爱的一款是带绷簧夹的探头(图4中)。它的顶级比规范探头小一些,绷簧支撑的效果让它愈加简略地与焊接接头相连。你能够运用一些力气来拆穿氧化层,绷簧支撑的器材能够让你精确地触摸到接头。别的,你乃至能够这样做—将探头穿过焊锡外表。它上面也有一些塑料的防护层,这些能够将规范的接口器材标准(例如1.27mm,1mm,0.5mm,0.8mm)加到TQFPSO%&&&&&%TSSOP封装方式的探头。
图4是Pico6000系列标配的探头,能够有经过类型区别:TA150(350MHz带宽)或许TA133(500MHz带宽)。可是我要阐明的是,安捷伦也在卖一款相同的探头—类型为N287xA—作为一种附件。类似的,力科也在卖类似的探头—PP007,罗德与施瓦茨也卖类似的类型—RTM-ZP10,相同也有类似的附件。可是我置疑他们的探头出来自同一个供货商。依据你自己的需求和选项,假如你独自地订货这些探头的话,它的价格在$200到$400之间。
Pomona Electronics 也在卖相同的探头,类型为6491到6501(不同的类型,带宽不同)。一款150MHz(6493)的探头,它在Digi-Key、 Mouser 和Newark element14上售卖也就几十到一百美元。这个探头是跟一开端的绷簧式的不同的,可是假如你对带宽的要求不高的话,能够挑选购买它。
图5 勘探电路
假如你在运用一个高带宽的探头的话,那你要关怀的是频率响应的滑润度。一个探头标称带宽1GHz,电压幅值在1GHz时会下降3dB。可是无良商家制造的产品不会有一个十分滑润的频率响应或许在-3dB点处没有下滑。
在运用高带宽的探头的时分,接地将会是十分的重要的一个问题。经典的鳄鱼夹或许不会消失!一个最简略的附件是跟在图5中显现的那样的。或许会有更多愈加合适的可用的接地的配件,这些能够查一下探头自带的一些阐明文件。
不要忧虑不能为你自己的探头装备附件。图6中显现的探头支架是我用一个可调的机械手制造的。
图6 为探头装备可调机械手
五、数字输入
最终,讲一下混合数字示波器,即,同一款示波器既有模仿通道,也有数字通道。这儿也是个人的挑选:或许你会想要一个独自的数字分析仪,或许是你期望将它内置到你的示波器中。
我自己挑选了一个依据PC的独自的数字逻辑分析仪。数字逻辑分析仪能够以一个比较低的价格从许多供货商那里购买。依据我的经历,跟一个不带逻辑分析仪的示波器比较,带有逻辑分析仪的示波器愈加不划算。当你在点评它的时分,必定要看清楚通道数、最大采样率、缓存巨细和逻辑分析仪能够解码的信号品种。
当一个体系集成商主张你买一个示波器和分析仪组合在一起的仪器来取得数字和模仿信号的同步的时分,请记住这些仪器的一般都是能够输出一个触发信号的。所以假如你的示波器在开端捕捉模仿信号时,能够发生一个触发信号,那么你彻底能够在数字逻辑分析仪同步捕捉同步的数据(反之亦然)。