记忆示波器的采样率应如何选择

测试仪器

选择记忆示波器的采样率需结合信号特性、测量需求及示波器性能，以下为具体选择策略：

一、根据信号频率选择采样率

• 奈奎斯特定理基础
  • 采样率需至少为信号最高频率的 2倍（最低要求）。
  • 实际应用中，为避免混叠并保留信号细节，建议采样率达到信号最高频率的 5倍以上。
  • 示例：若信号最高频率为100 MHz，采样率应至少为500 MSa/s。
    
• 信号类型差异
  • 正弦波：5倍采样率可较好还原波形。
  • 方波/脉冲信号：需更高采样率（如10倍以上）以捕捉快速上升沿和细节。
  • 高频噪声或毛刺：需更高采样率（如20倍以上）以避免遗漏。
    
  
  

二、结合测量需求调整采样率

• 瞬态信号分析
  • 需高采样率（如10倍信号频率）以捕捉毛刺、抖动等细节。
  • 示例：测量10 MHz脉冲信号时，建议使用100 MSa/s以上采样率。
    
• 周期信号分析
  • 5倍采样率可满足大部分需求，但需确保存储深度足够以记录完整周期。
    
• 眼图分析
  • 高采样率（如10倍信号频率）可提升眼图清晰度，减少抖动测量误差。
    
  
  

三、考虑示波器性能限制

• 存储深度与采样率的平衡
  • 高采样率会缩短单次采集时间（存储深度固定时）。
  • 示例：1 Mpts存储深度下，1 GSa/s采样率仅能采集1 ms信号。
    
• 实时采样与等效时间采样
  • 实时采样：需高采样率捕捉非重复信号。
  • 等效时间采样：适用于重复信号，可通过多次触发降低对采样率的需求。
    
  
  

四、实际应用中的经验法则

• 通用选择
  • 采样率 ≥ 5 × 信号最高频率。
  • 示例：测量100 MHz信号时，选择500 MSa/s以上采样率。
    
• 高精度需求
  • 采样率 ≥ 10 × 信号最高频率。
  • 示例：分析10 MHz脉冲信号的上升沿时，建议使用100 MSa/s以上采样率。
    
• 特殊信号处理
  • 数字信号：根据信号速率选择，如1 Gbps信号需5 GSa/s以上采样率。
  • 射频信号：需结合示波器带宽选择，如2 GHz带宽示波器建议使用10 GSa/s以上采样率。
    
  
  

五、注意事项

• 避免过采样
  • 过高的采样率会浪费存储资源，且可能引入噪声。
  • 示例：测量1 MHz信号时，50 MSa/s已足够，无需使用1 GSa/s。
    
• 动态调整采样率
  • 根据信号特性实时调整采样率，以平衡精度与存储深度。
    
• 验证采样率设置
  • 通过观察波形细节（如毛刺、抖动）确认采样率是否足够。