示波器关键指标有哪些？带宽、采样率、存储深度三大核心参数解析

示波器的功能用途

示波器是用于观察和测量电信号随时间变化的电子仪器，其核心原理是通过图形化显示信号的电压波形，帮助用户分析信号的特性（如幅度、频率、相位等）。

最先出现的基于CRT技术的模拟示波器，早已退出历史舞台，目前示波器都是以ADC为核心的数字示波器，通过采样、数字处理、显示和存储技术，分析信号的时域特性。

示波器的基础核心功能：

·电压波形：实时显示电压随时间变化的波形（Y-T模式），或两通道信号的相位关系（X-Y模式）；

·触发功能：重复波形的稳定显示，或者捕捉特定波形或事件（参考 《示波器触发功能详解》）；

·探头自动校准。

·波形存储与加载回放。

·中高示波器标配或可扩展高级功能：

·波形各采样值的高级数学运算；

·16位高分辨率模式；

·FFT信号分析+频谱仪功能，又称混合域示波器（MDO, Mixed Domain Oscilloscope）；

·I/Q矢量分析功能，MDO功能之一；

·逻辑/协议分析：

  ·解析串行通信I²C、SPI、UART、CAN、USB、PCIe、DDR、HDMI等的数据、时序和协议。

  ·又称混合信号示波器（MSO, Mixed Signal Oscilloscope）集成逻辑分析仪功能，增加数字通道（通常8-16通道）‌。

·TDR时域反射分析。

示波器应用注意事项：

·不能测试分析超过示波器带宽的高频信号；

·射频信号脉冲包络分析不要采用示波器端口配检波器的方式，这种方式幅度不准，且检波器有延时，仅能大概定性分析。正确方法是采用峰值功率计或者频谱仪的时域功率分析。

基础型示波器

带宽：200MHz以下

模拟通道数：2或4

输入阻抗：1MΩ

最大内存：2M

输入量程：1mV/div~10V/div

通用示波器

带宽：1GHz

模拟通道数：2或4

数字通道数：≥16

输入阻抗：1MΩ/50Ω

最大内存：≥50M

输入量程：0.5mV/div~10V/div

超高示波器

带宽：

·≥2GHz；

·超高示波器带宽超过30GHz乃至100GHz以上

模拟通道数：2，4，6，8

数字通道数：≥16

输入阻抗：1MΩ/50Ω

最大内存：≥50M

输入量程：0.5mV/div~10V/div

各类总线协议示波器带宽要求

各协议信号完整性测试需求：

·I2C：示波器带宽≥20MHz，推荐100MHz

·SPI：示波器带宽≥200MHz，推荐500MHz

·CAN：示波器带宽≥100MHz，推荐1GHz兼容其他车载协议

·AXI：示波器带宽≥5GHz

·USB3.0：示波器带宽≥6GHz

·USB3.1：示波器带宽≥12GHz

·DDR4：示波器带宽≥ 16 GHz

·DDR5：示波器带宽≥ 25 GHz

·PCIe 3.0：示波器带宽≥ 16 GHz

·PCIe 4.0：示波器带宽≥ 20 GHz，推荐≥25 GHz

·PCIe 5.0/6.0：示波器带宽≥ 30 GHz

·HDMI 2.1：示波器带宽≥ 18 GHz

·10GBASE-T以太网：示波器带宽≥ 12 GHz

·SATA III：示波器带宽≥ 9 GHz

·MIPI D-PHY（C-PHY）：示波器带宽≥ 9 GHz

示波器配套探头

如果被测设备是同轴端口，可以用同轴电缆连接；如果需要探头接触测试，示波器配套探头的带宽要覆盖示波器带宽。

根据测试目的选择合适的探头类型：

·基础无源探头（高阻）

·宽带无源探头（50Ω）

·有源单端探头

·有源差分探头

·高压探头

·电流探头

总结

示波器的关键指标是带宽，根据被测信号，选择示波器及探头带宽。

·模拟信号：带宽 ≥ 信号最高频率的5倍

·数字信号：覆盖至少3~5次谐波

实际应用中，高速总线协议需优先满足标准规范，选择示波器时带宽留20%~30%余量。