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| 高校實驗室如何選擇合適的示波器 |
| 高校實驗室如何選擇合適的示波器 | | 發(fā)布時間：2017/4/13 12:14:51 |
示波器作為一種基礎的測試儀器，曾幾何時，還是高校實驗室里的寵物。那時一個實驗室二三十個學生圍著一臺示波器聽老師的講解和進行測試。隨著我國經濟實力的大幅度提升和國家對教育事業(yè)的大力支持，如今示波器已經成為高校電子類實驗室的必備儀器。甚至在許多的職業(yè)教育學院也配備了很多不同檔次的示波器。面對市場上眾多舉的示波器，如何按照實驗室的測量需求來選擇合適的產品，已經成為許多高校面臨的緊迫問題。
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年代中期就已經停止了模擬示波器的生產，日本也只剩2-3家。國內尚有10家左右。
目前，模擬示波器主要應用在高校的實驗室、生產線、維修和部分特殊領域的測試。
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)字示波器還不能完全取代模擬示波器。
2、數(shù)字存儲示波器的現(xiàn)狀：目前主要的生產廠家是美國安捷倫公司，泰克公司和力科公司。臺灣的固緯公司，還有在國內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指標比較多，很多客戶目前還不能在眾多的指標中找出自己的合理需求。
數(shù)字示波器的主要技術指標：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為被測信號頻率的3-5倍，精確測量要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最大值，即在最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，隨著掃描時間的變慢，采樣速率也相應降低。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)轉換，送入內存并進行有關的處理，再經過數(shù)模轉換才能顯示出來。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指標，更重要的是針對復雜信號的實際測量。
主要的數(shù)字存儲示波器制造商及產品規(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上還是在市場份額上都是遙遙領先。但是普源精科的出現(xiàn)使國內的示波器行業(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. 沒有標準的校準儀。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確指標，僅憑普通函數(shù)源做一些簡單的測試，是不夠的。曾經有一個客戶，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 是標準的正弦波，才出現(xiàn)這樣錯誤的判斷。后來用一臺經過計量的安捷倫100MHZ示波器進行測試，發(fā)現(xiàn)是正弦波本身有毛刺。最后客戶當然是選用測出毛刺的 20MHz示波器。因此學校使用的示波器每年進行校準是非常重要的。
2.很多高校在基礎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.很多購買高檔數(shù)字存儲示波器的實驗室由于各種原因，儀器的許多高級功能沒有充分發(fā)揮作用，僅僅被當做低檔的數(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、實驗內容、儀器使用人員的水平各不相同，應當根據(jù)各個實驗室的具體情況作出選擇，不要一味認為高檔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，對于觀測一般教學實驗中常見的重復性信號，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)字示波器一籌。而對于一些 專業(yè)的帶有科研性質的實驗室，選擇一些高端數(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，產品的可靠性，售后服務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，用戶所享受到的產品質量和售后服務是完全不同的。選擇一款示波器，需要從價格和服務多方面考 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。 |
示波器作為一種基礎的測試儀器，曾幾何時，還是高校實驗室里的寵物。那時一個實驗室二三十個學生圍著一臺示波器聽老師的講解和進行測試。隨著我國經濟實力的大幅度提升和國家對教育事業(yè)的大力支持，如今示波器已經成為高校電子類實驗室的必備儀器。甚至在許多的職業(yè)教育學院也配備了很多不同檔次的示波器。面對市場上眾多舉的示波器，如何按照實驗室的測量需求來選擇合適的產品，已經成為許多高校面臨的緊迫問題。
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年代中期就已經停止了模擬示波器的生產，日本也只剩2-3家。國內尚有10家左右。
目前，模擬示波器主要應用在高校的實驗室、生產線、維修和部分特殊領域的測試。
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)字示波器還不能完全取代模擬示波器。
2、數(shù)字存儲示波器的現(xiàn)狀：目前主要的生產廠家是美國安捷倫公司，泰克公司和力科公司。臺灣的固緯公司，還有在國內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指標比較多，很多客戶目前還不能在眾多的指標中找出自己的合理需求。
數(shù)字示波器的主要技術指標：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為被測信號頻率的3-5倍，精確測量要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最大值，即在最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，隨著掃描時間的變慢，采樣速率也相應降低。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)轉換，送入內存并進行有關的處理，再經過數(shù)模轉換才能顯示出來。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指標，更重要的是針對復雜信號的實際測量。
主要的數(shù)字存儲示波器制造商及產品規(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上還是在市場份額上都是遙遙領先。但是普源精科的出現(xiàn)使國內的示波器行業(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. 沒有標準的校準儀。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確指標，僅憑普通函數(shù)源做一些簡單的測試，是不夠的。曾經有一個客戶，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 是標準的正弦波，才出現(xiàn)這樣錯誤的判斷。后來用一臺經過計量的安捷倫100MHZ示波器進行測試，發(fā)現(xiàn)是正弦波本身有毛刺。最后客戶當然是選用測出毛刺的 20MHz示波器。因此學校使用的示波器每年進行校準是非常重要的。
2.很多高校在基礎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.很多購買高檔數(shù)字存儲示波器的實驗室由于各種原因，儀器的許多高級功能沒有充分發(fā)揮作用，僅僅被當做低檔的數(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、實驗內容、儀器使用人員的水平各不相同，應當根據(jù)各個實驗室的具體情況作出選擇，不要一味認為高檔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，對于觀測一般教學實驗中常見的重復性信號，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)字示波器一籌。而對于一些 專業(yè)的帶有科研性質的實驗室，選擇一些高端數(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，產品的可靠性，售后服務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，用戶所享受到的產品質量和售后服務是完全不同的。選擇一款示波器，需要從價格和服務多方面考 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。 |
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