2021年03月26日 | 数字示波器品牌与选购攻略

示波器是硬件研发、实验和维修中用途最为广泛、功能强大的测量仪器。它最基本的作用是把电子电路中的电信号转换成可视化图像，直观地展现电信号的实时变化、周期性记录。

本文延续了之前《如何打造自己的低成本电子实验室？》一文，针对示波器做进一步的攻略：

先说说我的大概情况，虽然我已经做了10多年硬件开发，开发成型并实际应用的产和板卡也挺多了，会用示波器的基本功能也经常需要用到，用过模拟示波器，用过一两千的国产数字示波器，也用过十多万的泰克，但是对示波器的选择其实挺模糊的，所以最近上网找了各种资料重新学习了一下，对示波器的基础需求做了梳理，知道了为什么有些示波器那么贵，为什么有的很便宜，我们一般工程师或者技术人员该怎么选择示波器？本文尽量通俗易懂地讲明白重要的内容。

分为4部分来介绍：

1. 示波器的作用

2. 数字示波器的重要参数

3. 品牌介绍与型号选择

示波器的作用：

利用示波器能够具体测试得到各种不同的电参数，如电压、电流、频率、相位等等，通过这些参数以及波形，又能分析到你所想要的目标结果，太高深的我们不去深究，就举几个经常用到的实用例子，相信各位同行都有同样的经验：

• 案例一、模拟信号中通过电源的纹波来分析该电源的质量，有助于工程师来判断纹波频率、幅度，进而来设计针对性的改善方案：

• 案例二、通过最为常用的触发方式捕捉到数字波形来判断简单的通信协议，有助于在调试外设时，设备之间的逻辑关系，来判断自己的软件是否存在bug，并快速修复和验证；数字示波器的存储深度可以记录一段时间内所有的波形，使得转瞬即逝的电信号直观的延展开来，也可以通过数据接口导出到电脑上做更进一步的数据分析：

• 案例三、在维修电路板中定位故障信号，通过波形幅度异常，同一组信号中很快发现不正常的数字波形，找到了2根信号短路在一起，而这种用万用表发现效率是很低的：

• 案例四、信号完整性分析，大到高速信号质量的眼图分析，小到一根信号线上的振铃现象改善，改善前后通过示波器一目了然：

数字示波器的重要参数：

带宽、采样率、存储深度、通道数、波形刷新率、时间轴宽度。

带宽：是示波器的核心参数，决定了示波器的性能等级，大家知道，示波器本身也是电子电路组成，电路上的元器件对频率有一个响应范围，一个示波器的性能越高，能处理的信号频率越高，能捕捉到更高频率的输入信号。

而被测信号，往往是不同频率叠加后的波形，如果示波器的带宽很低，信号的高频部分就会丢失，被测信号的波形就会失真。

带宽的单位是（Hz），带宽对应的是信号频率。

示波器的带宽和被测信号的频率一般来讲有个5倍关系，即100M采样率的示波器，能检测到的被测信号的最大频率为20M。

采样率：事实上我们看到的示波器上的波形，是一个个点连接起来组成的图形，而这个点越密，则采样率越高，波形越精准，道理挺简单，放个图看看就更加简单，图中靠上的都是原始波形，左边只有6个采样点的情况下，失真很厉害，27个采样点时，波形更接近原波形：

采样率的单位是（Sa/s），其中Sa是sample的缩写，整个意思就是每秒的采样点数量，比如我们常说的采样率为1G Sa/s的示波器，就是1秒钟能采样1G个采样点的意思。

存储深度：代表了一次可以连续记录的信号点的数量，它影响了波形回放的分辨率，这个存储深度当然是越大越好的，同样的时间显示单位下，存储深度越大，波形越不容易失真。当然存储深度越大，需要更大的存储器，存下来的数据还要显示到屏幕上，兼顾用户体验，所以对CPU的负荷也越高。

存储深度这个参数的单位是（pts），是points的缩写，意思就是采样点，比如250Mpts，就代表了该示波器能存储250M个点的数据。

通道数：名义上很好理解，就是你们能看到的示波器上探头接入的数量，一般用用双通道就够了，高端示波器往往具备4通道或以上，还有混合通道，多路模拟+数字通道的配置，这种配置的示波器简称MSO，它在普通示波器功能基础上实现了一定的逻辑分析功能。

波形刷新率：波形每秒钟的刷新次数，示波器的屏幕刷新率一般就是几十Hz，波形刷新率不等同于屏幕刷新率，示波器内部有波形合成，示波器上显示的一幅图像，实际上是有多帧波形合成，更高的波形刷新率不容易漏过那些突变的波形，带来更真实的展示。

波形刷新率的单位是(wfms/s)，意思就是每秒能刷新的波形数量。

示波器品牌、型号介绍：

先附上一个国外大神整理的链接，记录了大量示波器的参数，感谢他的贡献，例图就是一部分示波器的详细核心参数，非常直观：

https://www.eevblog.com/forum/testgear/digital-oscilloscope-comparison-chart/www.eevblog.com

Tektronix：全球数字示波器的领导者，泰克的每一台示波器都有泰克自主开发的ASICs芯片，70多年的行业经验，从开发到生产工艺到可靠性测试，专业的代名词。大家想一想，电子行业有很多复杂的电磁干扰环境，如果示波器这种计量设备本身不可靠，那么测试出来的结论也是不精确的。另外是易用性，泰克的示波器操作比较简单，新手也比较能快速上手。

选泰克的示波器的大部分是企业或科研实验室用户，品质好，价格也不是那么友好，基础款就没必要选泰克的，性价比不高；尽量选带有混合通道，有数据分析能力的型号：

型号：MSO2024B
带宽：200MHz
采样率：1G Sa/s
存储深度：1M pts
通道数：4模拟通道+16数字通道
带有逻辑分析功能

Agilent / Keysight：美国的惠普成立于1939年，从事电子测量行业，安捷伦是上世纪90年代美国惠普在研发部门单独分离出来的科技公司，而2013年安捷伦又拆分为2个公司，其中做测量设备的就是现在的是德科技，安捷伦的产品在无线通信、航空国防、工业、半导体等行业里市场份额处于领先地位。

型号：DSOX3052T
带宽：500MHz
采样率：5G Sa/s
存储深度：4M pts
波形刷新率：1M wfms/s
通道数：2模拟通道+16数字通道
带有逻辑分析功能

Rohde-schwarz：简称R/S的德国著名测试、测量仪器制造商，做频谱仪，做各种无线通信测试设备，它的示波器也是以频谱分析功能比较有优势，只是国内用的少，产品形态比较新颖，大屏幕+触摸操控的方式，带来更多体验。

型号：RTB2004
带宽：200MHz
采样率：2.5G Sa/s
存储深度：20M pts
波形刷新率：50K wfms/s
通道数：4模拟通道+16数字通道
10寸大尺寸电容触摸屏，带逻辑分析

以上几款示波器，属于看看就行，除非是单位购买，普通工程师、DIY电子爱好者没有这个必要选购太贵太专业的示波器，下面列出的是国产示波器中口碑较好，实用、实惠的品牌和型号：

Rigol（普源）：20多年前，3个北工大学生创立的普源，第一款做的是虚拟示波器；普源是国产品牌里唯一拥有自研芯片的示波器，代表了我们国家的示波器最高水平，普源在示波器芯片上的开发是投入了巨大成本的，虽然和国际一线品牌的差距还很大，但普源在不断挑战新的指标，进步迅速，最新的普源示波器，带宽已经可以做到2GHz，采样率10Sa/s。

型号：DS1102Z-E
带宽：100MHz
采样率：1G Sa/s
存储深度：24M pts
波形刷新率：30K wfms/s
通道数：2模拟通道
非常适合工程师、学生、个人电子爱好者使用

普源（RIGOL）DS1102Z-E 数字示波器显波器 100MHz模拟

待续，建议持续关注下，二三线品牌的示波器没有太多自己的核心技术，也有参数虚标的，虚拟示波器不安全就不推荐……