详解示波器采样率和存储深度的意义

在电子测量领域，示波器是工程师不可或缺的工具之一，它能够捕获、显示和分析电子信号。两个关键参数——采样率和存储深度，对于示波器的性能至关重要，它们直接影响测量的准确性和信号分析的质量。

在电子测量领域，示波器无疑是一款非常重要的仪器，广泛应用于电压、时间、频率、相位等电信号的测量与分析中。在示波器的应用中离不开两个重要的参数：采样率和存储深度，直接决定了示波器捕获和显示信号的能力。

采样率决定了示波器每秒能够采集的数据点数量，而存储深度则决定了示波器一次采集能处理的波形点数，其中【存储深度=采样率*采样时间】，这个关系式一直被认为是示波器的第一关系式。本文将深入讨论这两个重要参数对于数字示波器能力的影响，帮助读者更好地理解并应用示波器。

1. 采样率：信号数字化的基础

采样率是指示波器对输入信号进行数字化采样的频率，通常以每秒采样次数(Samples per Second, S/s)表示。根据奈奎斯特采样定理，为了避免混叠现象，采样频率必须至少是信号最高频率成分的两倍。这意味着，如果信号中存在最高频率为的波形，示波器的采样率至少应为2。高采样率能够提供更细致的时间分辨率，从而更精确地捕获信号的瞬时变化，尤其是在分析具有快速上升沿和下降沿的信号时。

2. 存储深度：信号捕获的长度

存储深度指的是示波器能够连续存储的采样点的数量，通常以样点数(Sample Points)或等效时间表示。较大的存储深度允许示波器记录更长的信号时间，这对于分析低频信号或长时间捕获信号以寻找偶发事件非常重要。同时，存储深度也决定了进行FFT(快速傅里叶变换)分析时的频率分辨率，对于需要精确频率分析的应用至关重要。

麦科信高分辨率示波器MHO3系列3. 采样率与存储深度的相互影响

采样率和存储深度共同决定了示波器的性能。在固定的存储深度下，如果要捕获更长的信号时间，就必须降低采样率。相反，如果需要以高采样率捕获信号，那么能够记录的信号时间就会减少。因此，选择合适的采样率和存储深度对于实现最佳的测量结果至关重要。

4. 应用场景

在不同的应用场景中，采样率和存储深度的重要性也有所不同：

电源测量：在电源测量中，由于信号频率相对较低，对采样率的要求不如存储深度那么高。长存储深度有助于捕获和分析电源开关信号中的工频调制等低频现象。

高速串行信号分析：在高速串行信号分析中，如抖动测试和眼图测试，高速采样率和长存储深度都是必要的。高速采样率可以捕获信号的快速变化，而长存储深度则允许对信号进行长时间的捕获和深入分析。

FFT分析：通过FFT可以得到信号的频谱，进而在频域对信号进行分析。存储深度决定了可以观察信号成分的最大范围，同时影响频率分辨率。

麦科信8通道示波器MHO6系列

5. 结论

在选择合适的示波器时，必须考虑其采样率和存储深度是否满足特定应用的需求。一个高性能的示波器，如麦科信(Micsig)品牌示波器，能够提供高采样率和深存储能力，从而为工程师提供准确、可靠的信号测量和分析结果。通过深入理解这两个参数的意义，工程师可以更有效地使用示波器，以获得最佳的测量精度和分析深度。