學(xué)校實驗室組建如何選擇適合自己的示波器
來源:北京億百萬電子有限公司
2014年09月25日 15:15
目前示波器行業(yè)的現(xiàn)狀
示波器主要分為兩大類:模擬示波器和數(shù)字存儲示波器。
1、模擬示波器的現(xiàn)狀。目前主要的模擬示波器的制造廠商正在呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。美國從90年代中期就已經(jīng)停止了模擬示波器的生產(chǎn),日本也只剩2-3家。國內(nèi)尚有10家左右。
目前,模擬示波器主要應(yīng)用在高校的實驗室、生產(chǎn)線、維修和部分特殊領(lǐng)域的測試。
由于模擬示波器具有三維顯示中較重要的亮度信息,同時有高達幾十萬次的刷新速率,模擬示波器具有時間上的無限分辨力,也就是模擬示波器對輸入信號的測量在時間上是連續(xù)的。因此中低檔的數(shù)字示波器還不能*取代模擬示波器。
2、數(shù)字存儲示波器的現(xiàn)狀:目前主要的生產(chǎn)廠家是美國安捷倫公司,泰克公司和力科公司。中國臺灣的固緯公司,還有在國內(nèi)異軍突起的北京普源精電公司。
由于數(shù)字示波器包含的技術(shù)指標(biāo)比較多,很多客戶目前還不能在眾多的指標(biāo)中找出自己的合理需求。
數(shù)字示波器的主要技術(shù)指標(biāo):帶寬、采樣速率、存儲深度和波形更新速率
帶寬:為了保證測試信號幅度和上升沿的精度,選擇示波器的帶寬應(yīng)為被測信號頻率的3-5倍,測量要8-10倍或以上。
采樣速率和存儲深度:一般制造商給出的采樣速率都是大值,即在快掃描時間下所達到的采樣速率。但是在實際的測量中,采樣速率是一個變化的指標(biāo),隨著掃描時間的變慢,采樣速率也相應(yīng)降低。所以它的實際值取決于時基和存儲深度。
采樣速率[MS/S]*[時間/格×10格]=存儲深度
DSO要對輸入的信號進行采樣,模數(shù)轉(zhuǎn)換,送入內(nèi)存并進行有關(guān)的處理,再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換才能顯示出來。另外,由于普通的數(shù)字示波器的波形更新速率比較低(約100次/秒-10000次/秒)因此在實際測試中難免會發(fā)生混淆現(xiàn)象。因此在選擇數(shù)字存儲示波器時不但要看技術(shù)指標(biāo),更重要的是針對復(fù)雜信號的實際測量。
主要的數(shù)字存儲示波器制造商及產(chǎn)品規(guī)格
不難看出,在數(shù)字存儲示波器行業(yè),美國的三大公司無論在技術(shù)上還是在*上都是遙遙。但是普源精科的出現(xiàn)使國內(nèi)的示波器行業(yè)在停滯了十年后重新煥發(fā)了活力,近期他們剛剛推出了帶寬200MHz、采樣速率1GS/S、存儲深度達1M的示波器。對于這樣一個由年輕人組成的公司,行業(yè)的新兵,相信他們還會給我們奉獻更多的精彩產(chǎn)品。
高等院校示波器的現(xiàn)狀
目前,在高等院校示波器的使用主要集中在物理實驗中心、電工電子實驗中心和信息類專業(yè)實驗室。
物理實驗中心一般主要使用20MHz的雙通道模擬示波器。
電工電子實驗中心主要包含模擬電路實驗室、數(shù)字電路實驗室、電工實驗室、EDA實驗室、PLC實驗室。目前各高校使用的儀器不盡相同。
總體來看,目前高校實驗室在示波器的使用中存在如下問題:
1.沒有標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)儀。示波器作為一臺定量觀測的儀器,實驗室很難判斷示波器的準(zhǔn)確指標(biāo),僅憑普通函數(shù)源做一些簡單的測試,是不夠的。曾經(jīng)有一個客戶,使用一臺6MHz的函數(shù)信號發(fā)生器,輸出6MHz的正弦波,幅度4mV,用來評估3臺不同型號的20MHz示波器,其中發(fā)現(xiàn)一臺測試結(jié)果是在正弦波上有毛刺,另外2臺觀測時波形看起來比較光滑。因此客戶認為有毛刺的示波器有問題,沒有毛刺是好的。其實,這是一個參照物的問題,客戶錯誤的認為函數(shù)信號發(fā)生器輸出的是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,才出現(xiàn)這樣錯誤的判斷。后來用一臺經(jīng)過計量的安捷倫100MHZ示波器進行測試,發(fā)現(xiàn)是正弦波本身有毛刺。后客戶當(dāng)然是選用測出毛刺的20MHz示波器。因此學(xué)校使用的示波器每年進行校準(zhǔn)是非常重要的。
2.很多高校在基礎(chǔ)實驗室購買了大量低檔的數(shù)字存儲示波器,但實驗過程并不需要數(shù)據(jù)的存儲,而此類示波器在觀測波形方面又不如模擬示波器,因此造成了很多不必要的麻煩。
3.很多購買數(shù)字存儲示波器的實驗室由于各種原因,儀器的許多功能沒有充分發(fā)揮作用,僅僅被當(dāng)做低檔的數(shù)字存儲示波器甚至模擬示波器來使用,造成了資金的嚴(yán)重浪費。
高校實驗室選擇示波器的幾點建議
1.根據(jù)自己的實際需要選擇示波器。
高校實驗室的類型、實驗內(nèi)容、儀器使用人員的水平各不相同,應(yīng)當(dāng)根據(jù)各個實驗室的具體情況作出選擇,不要一味認為儀器一定比低檔儀器好,數(shù)字示波器一定比模擬示波器好。在許多情況下,對于觀測一般教學(xué)實驗中常見的重復(fù)性信號,模擬示波器無論在價格還是實際觀測效果上都勝過低檔數(shù)字示波器*。而對于一些專業(yè)的帶有科研性質(zhì)的實驗室,選擇一些數(shù)字示波器就非常必要。
2.選擇信譽好,水平高的廠家或代理商的產(chǎn)品。
目前由于高校的擴招,實驗室儀器的使用十分頻繁,這樣一來,產(chǎn)品的可靠性,售后服務(wù)的及時性就成為高校實驗室選擇示波器所需要考慮的重要因素。同樣是20MHz的示波器,價格從1000元到4000多元不等,但顯而易見,用戶所享受到的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)是*不同的。選擇一款示波器,需要從價格和服務(wù)多方面考慮,不要被一時的低價所打動,否則很可能造成今后工作的被動。