——在生產(chǎn)設計涉及快速信號而且時(shí)間緊迫的情況下工程師有準確的儀器和良好的故障排除工具是非常重要的。為迎接這種挑戰示波器生產(chǎn)商提供了既有高精確基本特性又有先進(jìn)解決問(wèn)題能力的儀器。 數字示波器的基本任務(wù)是為使用者捕捉、觀(guān)察和分析信號以及提供排除故障的工具。在選擇示波器時(shí)使用者要考慮觸發(fā)性能、帶寬、取樣率和采集存儲器長(cháng)度。 

——觸發(fā) 

——許多高性能示波器裝有觸發(fā)器能夠區別變化率、毛刺和低脈沖的問(wèn)題。如果使用者處理的是高速信號則理想的示波器可由快速事件觸發(fā)。最快的觸發(fā)電路可用100ps分辨率捕捉600ps的事件。 

——當電路情況尚未清楚時(shí)使用非常快速的觸發(fā)并將數據全部存入顯示屏的長(cháng)余輝圖形。使用者能觀(guān)察到可能引起錯誤的事件類(lèi)型并設置觸發(fā)去捕捉這些事件。 

——如果使用者知道正常信號應有的波形則使用者只要在信號出現異常定時(shí)特性時(shí)觸發(fā)。 

——帶寬和取樣率 

——示波器帶寬和取樣率對精確信號捕捉是重要的。對定時(shí)測量來(lái)說(shuō)，兩種特性中取樣率通常更為重要。 

——數字示波器在一個(gè)信號周期中最少應捕捉八個(gè)樣本才能進(jìn)行精確的定時(shí)測量。精密測量可能需要更高的比率。 

——前端放大器要有足夠的帶寬去跟蹤信號的最高帶寬成分。對于上升時(shí)間350ps的電路來(lái)說(shuō)放大器具有350ps本征上升時(shí)間的1GHz示波器就足夠了。所有時(shí)鐘邊沿的上升時(shí)間將會(huì )同樣降低，一次性溫度記錄儀但不會(huì )影響它們的相對定時(shí)。 

——應該選用更高帶寬的儀器去測量1GHz以上的噪聲效應同時(shí)應該認識更高帶寬的雙邊沿效應。更精確的上升時(shí)間要求示波器繪制更精確的帶寬但是過(guò)份的帶寬會(huì )使使用者獲得錯誤的結論。假定微處理器時(shí)鐘正在驅動(dòng)高速RAM器件的選通輸入，RAM器件將對時(shí)鐘邊沿發(fā)生響應而不是對高頻噪聲發(fā)生響應。在這種情況下電路響應受帶寬限制并忽略掉很高的高頻噪聲。 

——寬帶垂直噪聲是邊沿抖動(dòng)的主要制造者但使用者不要過(guò)份估計垂直噪聲的影響把超過(guò)被測電路和帶寬的噪聲影響也考慮在內。因為放大器的寬帶噪聲隨帶寬的開(kāi)方值增加使用者應保證示波器不會(huì )把噪聲和抖動(dòng)加入到信號中。具有500MHz至幾GHz帶寬的示波器只有幾ps的本征噪聲。 

——存儲器深度 

——對于復雜數據流的時(shí)鐘穩定度和定時(shí)分析示波器應該有足夠的存儲器在整個(gè)數據記錄上保持A/D轉換器的最高取樣率。如果存儲器不夠則必需降低A/D轉換器的取樣率去捕捉整個(gè)信號或者保持最高取樣率而不能記錄整個(gè)信號。

——定時(shí)測量 

——多種定時(shí)測量都要統計數據的有效性。使用者不能只測量一次周期至周期的變化就測量出周期抖動(dòng)。必須進(jìn)行多次測量以保證一個(gè)具有高斯分布的參數的分布范圍的測量。這些分布需要包括多種信號定時(shí)變化由寬帶噪聲決定的定時(shí)測量 。

——高斯分布測量

直分圖事件數 時(shí)鐘周期抖動(dòng)（б） 100±2.1 1,000±2.9 5,000 ±3.4 10,000 ±3.5 100,000 ±4.1 1,000,000 ±4.6 5,000,000 ±5.1 

——參數測量值例如空度比誤差要有1000次測量獲得最可能的結果是分布范圍達到±2.9б。捕捉1×106次測量可將數值范圍擴展到大約9б（±4.6б）。這樣的置信度要高得多使最壞情況的電路性能得到特征化。 

——某些示波器觸發(fā)一次只捕捉到一個(gè)參數值即使由長(cháng)的存儲器去捕捉通常只是屏幕的第一個(gè)周期。另一些示波器觸發(fā)一次可捕促到1×106以上的周期并對所有周期都作測量。 

——示波器的CPU速度和RAM大小隨型號的不同而不同沒(méi)有必要與價(jià)格掛鉤。某些低價(jià)示波器有很高的處理能力而某些高價(jià)的示波器的處理能力卻很低。某些示波器用專(zhuān)用DSP去快速運行某些計算但對另一些計算的運行會(huì )很慢。最好在購買(mǎi)示波器之前先讓示波器進(jìn)行特定的測量。 

——先進(jìn)的故障排除性能 

——多種先進(jìn)的故障排除工具特別是尋找定時(shí)和抖動(dòng)問(wèn)題的工具現在都裝入示波器內。首先是某些示波器具有更快進(jìn)入觸發(fā)方式的能力并且將數據顯示成余輝圖形使用者可觀(guān)察到大量事件。 

——某些示波器使用這些余輝圖數據繪制出向量掃跡它顯示的包絡(luò )是±3б或其它б值而其它示波器可給出數據值的統計表示。它用四個(gè)數字一組來(lái)表示使邊沿的多次采集特征化用邊沿到達的最先、最后、平均和б值來(lái)顯示。 

——其它示波器可繪制出表示所有邊沿到達時(shí)間的直方圖。多峰直方圖或帶肩直方圖表示除一項噪聲之外還有其它因素導致定時(shí)問(wèn)題。 

——某些示波器還可作出諸如周期——周期抖動(dòng)、周期至下一周期的空度比變化、脈沖幅度分布等的信號參數直方圖。由于直方圖內容隨示波器型號的不同而不同工程師應考慮哪一種參數重要而選擇一種含有這種參數的示波器。在許多情況下需要保持與時(shí)間有關(guān)的參數測量記錄。某些示波器可采用與數據采集一樣的時(shí)基作出定時(shí)參數的連貫值掃跡。 

——上述掃跡跟蹤著(zhù)信號隨原始數據掃跡的定時(shí)變動(dòng)。如果信號的周期、頻率或空度比變化則跟蹤著(zhù)抖動(dòng)的掃跡可顯示出隨這些變化而變化的曲線(xiàn)。 

——因為統計數據用作證實(shí)一個(gè)系統是否處在指標之內示波器上的抖動(dòng)跟蹤曲線(xiàn)是電路故障排除的極好工具。設計者可迅速確認被測信號的非正常部分的位置并深入尋找失效原因。 

——選擇示波器 

——每個(gè)連續進(jìn)行的項目都會(huì )遇到更快的信號和更復雜的問(wèn)題所以選擇示波器的最后一個(gè)因素是要考慮到未來(lái)的應用。選擇一個(gè)比目前需要的觸發(fā)更快、存儲能力更深和參數分析能力更強的示波器是很重要的。另外考慮示波器的設計將來(lái)能否增加分析工具和更多RAM。 

——當選擇示波器作定時(shí)和抖動(dòng)測量時(shí)使用者應該盡可能多地了解電路特性。在檢查市售示波器的指標后選取幾種不同供應商的樣品試用。花費時(shí)間用示波器作實(shí)際測量和作故障分析是值得的并且這可保證將來(lái)作定時(shí)和抖動(dòng)分析更為精確。