關(guān)于1Gsa/s采樣率的介紹研究

作為數(shù)字示波器，采樣率是非常重要的一個(gè)指標(biāo)。所謂采樣率指的是單位時(shí)間模數(shù)轉(zhuǎn)換器完成的AD轉(zhuǎn)換的次數(shù)，即每秒采集數(shù)據(jù)樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)。波形的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)影響著波形復(fù)現(xiàn)的真實(shí)度。理論上講，波形點(diǎn)數(shù)越多，波形復(fù)現(xiàn)的越真實(shí)，但由于內(nèi)存空間及A/D轉(zhuǎn)換速度的制約，采樣率常常有一定限制。那么多高的采樣率是足夠的呢？

依照Nyquist采樣定律，對(duì)正弦波采樣時(shí)，需要在一個(gè)周期采集最少兩個(gè)以上的點(diǎn)才可重現(xiàn)波形。而在工程實(shí)際中，采樣率需要是實(shí)測(cè)信號(hào)頻率的4-5倍（對(duì)于Flat頻響示波器，采樣率需要2.5倍）才能更好地復(fù)現(xiàn)波形。

采樣率不足帶來的直接問題是波形的失真、混淆或遺漏。在測(cè)量正弦波信號(hào)時(shí)，表現(xiàn)為幅度波動(dòng)和衰減。下面的幾個(gè)圖片就展示了采樣率不足帶來的信號(hào)復(fù)現(xiàn)問題。

RIGOL新推出的DS1000Z示波器具有1Gsa/s的采樣率，對(duì)于100MHz帶寬的示波器這樣的采樣率是足夠高的。但細(xì)心的用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)同時(shí)打開DS1000Z示波器的四個(gè)通道時(shí)，示波器的采樣率會(huì)下降。這是由于DS1000Z示波器采用了ADC復(fù)用的技術(shù)，在同時(shí)打開四通道時(shí)，采樣率會(huì)下降到250Msa/s。250Msa/s的采樣率是否可以支持100MHz帶寬呢？同時(shí)使用四通道時(shí)DS1000Z是否還可以真實(shí)地捕獲和顯示波形呢？

有圖有真相，讓我們一起測(cè)試一下。

首先使用信號(hào)源輸出100MHz正弦波，DS1000Z單通道測(cè)量，我們可以看到波形清晰穩(wěn)定，峰峰值為704mV.這時(shí)示波器的采樣率為1Gsa/s

現(xiàn)在我們打開示波器的其他三個(gè)通道，我們可以發(fā)現(xiàn)，采樣率變?yōu)榱?50Msa/s。但波形基本穩(wěn)定清晰，沒有大的變化。測(cè)量的峰峰值為708mV.

上述實(shí)驗(yàn)的方法與計(jì)量部門檢定示波器帶寬的步驟基本相同。通過這樣的實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，雖然在4通道同時(shí)開啟的情況下，DS1000Z的采樣率降至250Msa/s，但儀器依然可以較好的完成波形測(cè)試工作，測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定可靠。在更多的僅使用一個(gè)或兩個(gè)通道的條件下，DS1000Z完成測(cè)試工作更加精準(zhǔn)。

四通道、足夠用的采樣率、眾多的高級(jí)測(cè)量和分析功能。DS1000Z確實(shí)是基礎(chǔ)型示波器的最佳選擇。