由于數(shù)字存儲示波器的日益普及，要了解它們的工作模式和性能特征的需求已經(jīng)興起。這篇技術(shù)短文以Tektronix產(chǎn)品應用中的兩種基本的波形獲取模式為例。使讀者可了解實時取樣與等效時間取樣的優(yōu)缺點將便于選擇使用數(shù)字存儲示波器。

本文中附加了關(guān)于Sin(x)/x內(nèi)插法的注釋，Tektronix 數(shù)字存儲示波器利用這個方法來實現(xiàn)分辨率的定時與幅度測量和極為**的波形顯示。

數(shù)字存儲示波器的性能繼續(xù)朝著模擬性的性能水平發(fā)展。高取樣率使中檔的數(shù)字示波器可以用與**數(shù)字存儲示波器能力相比的定時精度水平捕獲單次波形。這些示波器的標準取樣率已經(jīng)指數(shù)式地從50或100MS/s的速率提高到2GS/s。

模擬與實時帶寬

為了**地建立一個波形，數(shù)字存儲示波器必須在起始觸發(fā)之后采集充分目的取樣點。理論上數(shù)字示波器每個周期(規(guī)則波形的一個全周期)至少需要二個取樣點來如實地再現(xiàn)正弦波;否則獲取的波形將是一個失真的輸入信號的圓象。實際上，在Tektronix TDS系列示波器中了利用TEK是Sin(x)/x內(nèi)插法，數(shù)字存儲示波器至少要求每個周期2.5個取樣點。

這個要求常常限制數(shù)字示波器能以實時捕獲的信號頻率。由于實時捕獲的這種限制，大多數(shù)DSO規(guī)定兩種帶寬——模擬和實時。模擬貸款由構(gòu)成示波器輸入通道的電路所決定，表示數(shù)字存儲示波器可以不加失真地收的*高頻率。**種帶寬成成為實時帶寬，決定數(shù)字存儲示波器用單個觸發(fā)派沖在一次采集過程中把整個輸入波形進行取樣，仍然采足夠的取樣點，**重建波形能夠達到的*高頻率。下列方程可以闡明實時帶寬：

實時帶寬=

對某些數(shù)字存儲示波器來說，實時帶寬理論上超過模擬帶寬。但是由于輸入通道使上限以上的信號會產(chǎn)生失真，實時帶寬僅可以等于或小于模擬帶寬。即使數(shù)字存儲示波器可以在比起模擬帶寬高的帶寬進行取樣，模擬帶寬仍然確定了示波器可以**捕獲的*高頻率。

等效時間取樣

數(shù)字存儲示波器用等效時間取樣時，它可以捕獲知道示波器模擬帶寬的任何信號而與取樣率無關(guān)。在這種模式，示波器經(jīng)過若干個觸發(fā)派沖采集需要數(shù)量的取樣點，輸入信號必須是重復的以產(chǎn)生等效時間取樣所需要的多次觸發(fā)派沖。在等效時間模式下，教低速的、低價格數(shù)字轉(zhuǎn)換器，對重復波形可以提供與較高

TDS400heTDS500系列示波器使用通常稱為隨機等效時間取樣的方法。雖然這些示波器在每個觸發(fā)派沖之后一次取樣，但每次采集在相對于觸發(fā)派沖的不同的時間開始。描述了隨機等效時間取樣時如何工作的。

因為等效時間取樣要求必須是重復信號，有一定的局限性。數(shù)字存儲示波器在等效時間取樣模式下，不能由單詞事件建立有意義的波形。并且，信號還必須每次完全相同地重復，否則顯示波形將會失真。當重復信號一定時間內(nèi)變化時，顯示波形發(fā)生的情況。示波器上出現(xiàn)明顯的垂直線，即雜亂信號，表明經(jīng)多次采集的信號間的差異。觀察者會很容易錯誤判斷這些線條，認為它們是疊加在信號上的高頻噪聲。有些示波器僅僅采用等效時間取樣，只能接收重復信號。由于這些示波器被局限于等效時間工作模式，它們或者戲劇性地提高其精度或帶寬，或者給出大大低于實時數(shù)字示波器的價格。

實時取樣

當數(shù)字示波器工作在實時或單詞模式時，它試圖用一次觸發(fā)事件采集完一個波形的全部取樣點。因為這一模式從輸入信號僅取用一個觸發(fā)派沖，實時取樣對重復和單次波形都按一次事件對待。

使用較高取樣率的數(shù)字存儲示波器可以實時方式波或較高帶寬的信號。例如，某工程師需要捕獲和存儲一個50MHz單次信號。使用具有400MHz模擬帶寬和1GS/s取樣率的示波器，新潮400MHz的實時帶寬，它可以很容易在實時狀態(tài)下補貨該信號。

但是，如果這位工程師選用具有400MHZ模擬帶寬和100MS/s取樣率的數(shù)字示波器，他不可能以實時方式準確地捕獲50MHz信號。雖然這臺示波器，如同**臺一樣，有40MHZ的模擬帶寬，它的100MS/s*高取樣率限制了實時帶寬只能是40MHz。

TEKTRONIX TDS600：實時示波器

TDS620和TDS640數(shù)字示波器有500MHz帶寬和2GS/s取樣率。它們從理論上的實時帶寬是：2GS/s÷2.5=800MHz。由于TDS600示波器不能無失真地通過高于500MHz的信號，它們的實時帶寬等于它們的模擬帶寬。因為兩種帶寬想通，這些示波器可以很容易地以實時方式捕獲信號直到示波器的模擬帶寬。數(shù)字示波器在實時帶寬低于模擬帶寬時才要求等效時間取樣。由于TDS600示波器可以用一次觸發(fā)事件捕獲信號一直到示波器的帶寬，它們只具有實時取樣。