采样频率和带宽的关系_示波器的采样率及存储深度

2023-05-16

示波器都具有一定的带宽、采样率和存储深度,正确的选择具有合适的带宽、采样率和存储深度的示波器,才能保证波形测量的准确性。

例如下面的这一款采样率2.5 GS/s 、带宽500MHz示波器。

记录长度:62.5MPoints

采样率:1.25GS/s,单通道。

带宽:500MHz

429a04d7fd857dd8be03826405b37062.png

1、采样率S

采样率是示波器内部的ADC每秒采样的点数,其倒数1/S就是二次采样的时间间隔。为了避免信号的混叠,信号频率必须小于1/2采样频率,也就是采样率应该大于波形频率的2倍,示波器一般采样率是带宽的5倍,比如500M带宽的示波器,使用2.5G采样率。

2、存储深度

如果设定了示波器的时基,也就是示波器横坐标每大格的时间,满屏格数为10,那么满屏时间TFull= 格数*时基,若时基为1ms/格,满屏时间就是10ms。

满屏时间是示波器抓取波形的总时间,也就是时域波形所记载的时间长度。示波器的存储深度为:

H=TFull*S

通常示波器觉有最大存储深度,如果记录波形长度达到最大存储深度,随着TFull增加、也就是存储波形的时间增加,示波器的采样率S会自动下降,采样率降低,所得到波形就有可能失真。

82b97ea4ac9746cd7719fc8555a2cb3d.png

图1:时基10ms/格,采样率62.5MS/s,存储深度6.25M

5f290312424a468abc6ecd77071cbd65.png

图2:时基1ms/格,采样率625MS/s,存储深度6.25M

4ff5077d5ed831c802a0c3802cb2eb63.png

图3:时基500us/格,采样率1.25GS/s,存储深度6.25M

由图1、图2和图3,时基为500us/格,使用系统的采样率1.25GS/s;时基大于500us/格,随着时基增大,采样率减小,采样率和满屏时间的乘积保持不变,为系统最大的存储深度。

由图4和图5,时基为200us/格,系统将使用插入采样率,随着时基的减小,插入采样率不断增大。时基降到为5us/格时,插入采样率达到最大值125GS/s,存储深度保持不变。

7d0421be5bf04ffbdb0becd110c55901.png

图4:时基200us/格,插入采样率3.125GS/s,存储深度6.25M

2b6201df2e186a1b019af51563e99de1.png

图5:时基5us/格,插入采样率125GS/s,存储深度6.25M

由图6和图7到图10,时基减小到2us/格,然后继续减小时,插入采样率不再变化,保持最大的插入采样率125GS/s,但存储深度不断减小,存储深度依然满足上述公式。 

9b2bece5ce376c2412d8e0a94807ef50.png

图6:时基2us/格,插入采样率125GS/s,存储深度2.5M

fc8c9911d1e48b782b33b7290746cca7.png

图7:时基1us/格,插入采样率125GS/s,存储深度1.25M

fda9d809680420f483fc2667563371a4.png

图8:时基500ns/格,插入采样率125GS/s,存储深度625K

910367a4a837f369a70de24e49d52798.png

图9:时基50ns/格,插入采样率125GS/s,存储深度62.5K

图10、图11和图12,可以看到:随着时基最大,采样率下降,采样点间隔明显变大,对于变化速度非常快的高频信号的上升、下降沿,要想测量到更真实的信号,必须保证合适的采样率。

97ac2aac543de117964ffa35dcb852e5.png

图10:时基1ms/格展开波形

3ea67f34ee8efeb2ed23796cf888a162.png

图11:时基500us/格展开波形

6cde4f154bb059c4a36a417002a81d29.png

图12:时基50us/格展开波形

时域的波形同样可以在频域进行傅里叶变化,1/TFull:频域内,频带的最小步长,也就是最小频率间隔,对于方波,一阶到二阶滚降的转折点频率为:max(1/3.14*Tr,1/3.14*Tf),Tr、Tf为上升沿和下降沿时间。

作者:刘松

来源:松哥电源

‧  END   推荐文章:
  • 这7款USB示波器,哪一款适合你?

  • 深度探讨示波器原理和结构!

  • 示波器的前世今生

  • 超实用文档!一文get示波器常用功能操作

  • 高端示波器中的数字信号处理技术

 ↓↓ 点击阅读原文,免费申请开发板 ↓↓ 04127b0db7b7c39dfe87110209eb77fe.png
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

采样频率和带宽的关系_示波器的采样率及存储深度 的相关文章

随机推荐