老板叫我买一台示波器，我该怎么选？

硬件笔记本 · 发表于 2024-12-16 11:00:00

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大家好，我是王工。
有小伙伴问：老板叫我买一台示波器，我该怎么选呢？
示波器是硬件研发必备工具，重要性不言而喻，经常用的小伙伴可能比较清楚，但是那些初入职场或者要求公司采购去买的话，根本不知道从哪里下手。今天就跟大家一起探讨一下示波器的选型。

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如果公司不缺钱，当然就按贵的买，准没错??。如果是预算有限或者个人购买，那就得仔细挑挑了。
本文主要从以下几个方面作为选型参考：

品牌

采样率

带宽

存储深度1、常用的示波器都有哪些品牌？国外品牌有：

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泰克：?泰克有限责任公司（Tektronix Inc.）是美国的品牌?。泰克成立于1946年，总部位于美国俄勒冈州毕佛顿，是一家全球领先的测试、测量和监测解决方案提供商?

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罗德：?罗德与施瓦茨公司是德国的品牌?。该公司成立于1933年，总部位于德国慕尼黑，并在全球70多个国家设有子公司和地区支持中心?。

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是德：?是德科技是一个美国的品牌?。其历史可以追溯到1999年，当时惠普公司的电子测量集团重组成为安捷伦科技。2014年，安捷伦科技再次分拆上市，取名为是德科技，成为一家专注于电子测试测量的高科技跨国公司?。

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横河?横河示波器是日本的品牌?。由日本横河电机株式会社（Yokogawa Electric Corporation）生产，?是一家总部位于日本东京的跨国公司，成立于1915年，主要业务包括测量、控制、信息技术等领域。
国产品牌有：

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普源：普源示波器是普源精电科技股份有限公司旗下的示波器品牌，是科创板首批上市企业之一。普源精电科技股份有限公司成立于1998年，是国内首家最大的专业测量仪器生产基地。关注公众号硬件笔记本

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鼎阳：鼎阳科技（SIGLENT）是中国领先的数字示波器制造商，总部位于深圳，致力于数字示波器的技术研发与生产管理。公司成立于2002年，经过多年的发展，已经成为中国较大的数字示波器制造商之一?。

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固纬：?固纬示波器是中国台湾的品牌?。固纬电子有限公司（GoodWill Instrument Co., Ltd.）创立于1975年，是中国台湾最早且最具规模的专业电子测试仪器制造商之一。

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汉泰：青岛汉泰电子有限公司是汉泰示波器的生产厂家，总部位于青岛市崂山区惠特工业城。公司成立于2004年。

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优利德：优利德电子有限公司成立于1988年，公司创始人在深圳创立了骏溢电子厂，投身仪表行业?。1997年，公司创立了优利德UNI-T品牌。
示波器建议优选这些知名品牌，主要是大厂可靠，不管是产品质量还是售后都有保障。

2、采样率先说什么叫采样，采样就是将连续信号转化为离散信号的过程。采样率就是指在单位时间内从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，通常用赫兹（Hz）来表示。它的倒数表示采样周期或采样时间。
它类似于电影中的帧，示波器采样速度越快（即采样率越高），显示波形的分辨率和细节就越高，丢失关键信息或事件的可能性就越小。
如一台示波器标注的采样率是：1GSa/s，sa就是sample，样本的意思。1G=1000MB=1000 000KB=1000 000 000字节。即，每秒可进行10亿次采样，一次采集一个字节。

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Nyquist 定理指出，信号的采样速度必须至少是其最高频率分量的两倍。我们就可以通过采样点信息将信号恢复出来。这个两倍是指相邻两个零点的位置（图上红色的两个点）或者相邻的波峰和波谷位置（图上绿色的两个点），只要是按照正（余）弦信号的规则，就能够根据这些特殊点还原出正（余）弦信号。我们假设正弦信号周期1，那么采样周期为0.5，采样频率就是2倍。

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但实际上任何信号最终都可以表示为正弦信号的线性组合，比如方波是由多个正弦信号叠加而成，谐波越多，越接近理想的方波。下图为一次波，三次谐波和五次谐波。

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如果我们想要抓取一些方波的上升沿或者小毛刺，仅以最高频率分量的两倍采样率，不一定会带来想要的效果。一般建议示波器的采样率应至少为信号最高频率分量的3~5倍。
最后提一下，示波器的采样率并不是一个固定不变的值，它会随着存储深度大小的设置以及采集时间的变化而改变。关注公众号硬件笔记本

3、带宽随着信号频率的增加，示波器准确显示信号的能力会下降。具体说就是，保持输入幅度不变时，增加输入信号的频率，示波器的幅值就会下降。如果带宽不足，示波器就无法分辨高频变化，造成细节丢失。
示波器带宽定义为正弦输入信号衰减到信号真实幅度的 70.7% 的频率，称为 –3 dB 点，该频率就等是示波器带宽，单位：Hz。如下图所示。

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举个例子吧，假设将幅度为1V、频率为100MHz的正弦波信号给示波器，示波器测量的值为0.707V，那么此示波器的带宽约为100MHz。
也可以用“5 倍法则”的经验来选择示波器，也就是示波器的带宽要大于等于测试信号最高频率的5倍。

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根据是德资料显示：使用“5 倍规则”选择的示波器在测量中提供的误差小于 ±2%。
带宽越高，信号的再现就越准确，下图为在 250 MHz、1 GHz 和 4 GHz 带宽水平捕获的信号波形。

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我们假设测试信号为正弦波10MHz，按5倍选择示波器至少约为50MHz。
5 z8 r) V" H3 b# }( q5 B4、存储深度存储深度，也叫记录长度，它表示示波器可以保存的采样点的个数。它是一个很重要的参数，但是很多人感觉不太好理解，我也尝试能够把它讲得形象一点，借用网上的一张图和水缸的比喻，可以说通俗易懂。下面请看这张图：

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这是水龙头正在给我们的水缸放水，水缸的容量就是存储深度，水龙头放水的速度就是采样率，放水的时间就是示波器存储的时间。那么存储深度（水缸容量）=采样率（放水速度）x 采样时间（存储时间）。
下面再看一张图

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第一排，存储深度够深，也就是水缸容量很大，示波器可以采集到6个周期的波形，我们就假设6分钟就可以放满水。
第二排，存储深度变小，也就是水缸容量变小，放水速度不变，结果一分多钟就装满了。
第三排，存储深度更小，也就是水缸容量更小，如果还想采6个周期波形的话，就只能降低采样率（放水速度），示波器的有效带宽也下降，波形也会失真。
以上应该能够理解什么叫存储深度了吧，但是这个到底又该怎么选呢？它的值为多少比较合适？是不是越大越好呢？关注公众号硬件笔记本
其实这个得看你的实际需求，对于一般的信号，储存深度在1Mpts（百万个点）至100Mpts之间的示波器通常足够使用。如果你不清楚，可以问问公司的研发。存储深度并不是越大越好，比如当示波器记录100ms波形，采样率要保证2GSa/s，那么存储深度就必须是200M；但如果只记录10ms的波形，那么20M存储深度就可以满足2GSa/s的采样率了。
这个时候，即使我们设置200M的存储深度，采样率也不会改变，因为示波器的最大采样率也是固定的。示波器记录的波形点越多，那么运算的压力就会越大，会直接影响示波器的性能，比较明显的结果就是波形捕获率的降低，存储深度自动模式会在存储深度和运行性能上找到一个平衡点，尽量保证波形不失真，又不影响示波器运行性能。总结来说，存储深度决定了示波器记录信号的时间长度，带宽决定了示波器能准确测量的最高频率，而采样率则决定了在给定带宽内示波器捕捉信号细节的能力。
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写在最后
都说硬件工程师越老越吃香，这句话也证明硬件也是需要积累的，王工从事硬件多年，也会不定期分享技术好文，感兴趣的同学可以加微信，或后台回复“加群”，管理员拉你加入同行技术交流群。

以下两个电路，是之前技术交流群群友发的，王工做了一个简单的分析，旨在帮助入门或转行的同学理解学习（点击图片直接进入）

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