关于示波器的采样率三个问题

1. 怎样选择示波器的采样率?

采样率通常由带宽决定。高斯响应的示波器（InfiniiVision系列）通常而言采样率需要是带宽的 4 倍或更高。

2. 选择具有最大额定采样率的示波器, 足以提供示波器的额定实时带宽吗？

示波器的最大额定采样率与其实时带宽密切相关。 简单来讲，“实时”表示在单次采集中 ( 非重复 )，示波器可以捕获和显示与其额定带宽对应的信号。

大多数工程师都熟悉 Nyquist 采样定理。根据这 一定理，对于具有最大频率 fmax 的有限带宽 ( 频带受限 ) 的信号，等间隔的采样频率 fS 必须要比最大频率 fmax 高出 两倍以上 ( 即 fs >2•fmax)，才能以独特的方式重建信号并 且不会发生混叠。

目前，fmax 通常称为 Nyquist 频率 ( fN )。有些工程师 会错误地假设 fmax或 fN 与 fBW ( 示波器带宽 ) 相同。根据这 一假设，一个具有特殊额定带宽的示波器所需的最小采 样率正好是示波器实时带宽技术指标的两倍 ( 如图 1 所 示 )。然而，除非示波器具有砖墙式滤波器响应，否则 fmax 与 fBW 并不相同。 正如我们以前“第 1 个技巧”所讲，带宽指标为 1 GHz 及以下 的示波器通常具有高斯频率响应。这表示，即使示波器 在 -3 dB 带宽频率点以上对信号频率幅度进行衰减，也不 能完全消除这些高频率分量。图 1 的红色阴影部分即为 混叠的频率分量。因此，示波器的 fmax 总是高于 fBW。

图 1: 当示波器的带宽指定为采样率的 ½ 时 , 混叠的频率分量如图所示。

我们建议示波器的最大额定采样率应当至少比额定实时带宽高出 4 或 5 倍 ( 如图 2 所示 )。根据这一标准，示波器的 sin(x)/x 波形重建滤波器可以精确地重现高速信号的波形，其分辨率可达几十皮秒的量级。

图 2: 当示波器的带宽指定为采样率的 ¼ 时 , 混叠的频率分量如图所示。

如欲了解示波器实时采样的更多信息，请参见是德科技应用指南

是德科技：示波器交叉失真测试 - 评测示波器采样率与采样保真度的关系zhuanlan.zhihu.com

3. 示波器采样率的计算公式是什么？我能否手动设置 InfiniiVision 示波器的采样率？

虽然在任何 InfiniiVision示波器上都不能直接设置采样率，但是可通过调节示波器的时间/格设置，间接地设置采样率。这是因为 Keysight MegaZoom IV 定制 ASIC 技术可自动调节采样率，使波形采样占满整个示波器屏幕。总之，采样率可通过下面的方程式进行计算：

采样率 = 存储器深度 / 屏幕上的时间

这使示波器可以用显示的时基占满整个屏幕上，无需等待时间和捕获屏幕数据的存储器。
您可以按照下面描述的方法监测示波器的实际采样率，并通过调整时基获得预期的采样率。

• 要查看 7000B 系列示波器的采样率，只需点击前面板上的 [Horiz] 键。采样率将在屏幕底部右侧显示。

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• 要查看 5000 和 6000 系列示波器的采样率，只需点击前面板上的 [Main/Delayed] 键。采样率将在屏幕底部右侧显示。

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• 2000x 和 3000x 系列示波器的采样率始终是在屏幕右侧 Acquisition（采集）区域下显示。