【E問E答】到底選擇實時采樣還是等效時間采樣？

　　實時技術到底有什么意義?很明顯，Windows并不是一種實時操作系統。許多人認為，如果應用軟件要成為實時軟件，那么它必須進行匯編。這是我最近一次客戶拜訪談話的主題，首先它起于對軟件的討論，后來轉到示波器上。現在的問題是，什么時候應該使用實時示波器?什么時候等效時間示波器是更好的選擇?我認為，這個問題值得注意。

　　盡管有大量的不同的采樣技術實現方案，但當前數字示波器采用兩種基本采樣方法：實時采樣和等效時間采樣。等效時間采樣可以進一步分成兩個小類：隨機等效時間采樣和順序等效時間采樣。每種方法都有不同的優勢，具體要視進行的測量類別而定。

　　實時采樣特別適合頻率范圍不到示波器最大采樣率一半的信號。在這種情況下，示波器可以在波形的一次“掃描”中采集遠遠足夠的樣點，構建準確的圖像，如下面圖1所示。實時采樣是使用數字示波器捕獲快速信號、單次信號、瞬態信號的唯一方式。“實時”帶寬與采樣率的關系為：帶寬=采樣率/2.5。

　　圖1：實時采樣模式從一個觸發事件采集一個記錄中的所有點。

　　[圖示內容：]

　　Waveform Constructed with Record Points: 使用多個記錄點構建的波形

　　Sampling Rate: 采樣率

　　在測量高頻信號時，示波器可能不能在一次掃描中收集足夠的樣點。可以使用等效時間采樣，準確地采集頻率超過采樣率/2.5的信號。等效時間采樣通過從每次重復中捕獲少量信息，構建重復信號的圖像，如下面圖2所示。波形緩慢構建，象一串燈一樣，一個接一個地亮起。示波器可以準確地捕獲頻率成分遠遠高于示波器采樣率的信號。

　　圖2：等效時間采樣模式在多個觸發后采集波形點。這個實例顯示了等效時間采樣的隨機采樣方法。

　　[圖示內容：]

　　Waveform Constructed with Record Points: 使用多個記錄點構建的波形

　　1stAcquisition Cycle: 第一個采集周期

　　2nd Acquisition Cycle: 第二個采集周期

　　3rd Acquisition Cycle: 第三個采集周期

　　nth Acquisition Cycle: 第n個采集周期

　　從技術上說，生成非常短、非常精確的“Dt”要比隨機采樣器要求的準確測量樣點相對于觸發點的垂直位置和水平位置更容易。這個精確測量的延遲為順序采樣器提供了更好的時間分辨率。

　　最后，我們對照比較一下實時示波器和采樣示波器：

　　實時示波器

　　- 只要求一次觸發，可以在“single-shot”(單次)模式下捕獲信號

　　- 電壓輸入范圍更高(5V，而等效時間示波器為1 V)

　　- 長存儲深度，適合進行調試(例如，可以觀察相鄰數據點中的瞬態事件)

　　采樣示波器

　　- 實時示波器擁有高達30+ GHz的帶寬，但采樣示波器的帶寬更高，達70+ GHz

　　- 噪聲/抖動本底更低(低于200 ps rms)

　　- 適合進行檢定。例如，TDR(時域反射計)等擁有重復性特點的應用