深存儲示波器有什麼好處

示波器廠商通常將存儲深度視為示波器最重要的指標之一。它是指採集到存儲器中的採樣點數。存儲深度通常是按通道標示的。有些示波器採用了交叉存取存儲體系結構，對於這種結構的示波器，當所有通道都打開時，存儲深度是某個特定值；當只用一半通道時，存儲深度會增加一倍。

存儲深度有兩種指標，一種是標配，另外一種是選件。雖然客戶在購買示波器時將採集存儲器深度當成一個關鍵指標來考慮，但深度理解存儲器的優缺點有助於客戶物盡其用。深存儲器會在三個方面給使用者帶來價值：

●更長的波形捕獲時間

深存儲器最明顯的優點是在固定採樣率下，能夠捕獲更長時間的波形。例如，對於因果事件間隔很長時間的波形，就需要很深的存儲深度才能將因和果一次全抓下來，讓用戶一次獲取全部信息，否則，可能永遠無法得到需要的信息，或需要花很長時間找到「果」和「因」之間的關聯。

上圖顯示的是，在每通道的存儲深度是1Mpts的設置下，示波器可以10GSa/s採樣率捕獲1ms波形。

下圖顯示的是，同一示波器，但每通道的存儲深度是100Mpts的設置，那麼在採樣率相同的條件下可捕獲10ms波形。

深存儲可實現更長時間的信號捕獲，這對很多應用，尤其是側重於數據後處理的應用是需要的。深存儲可為工程師們提供更大的靈活性，不需要時，就設置成淺存儲，需要時，可設置成深存儲，有備無患。

對高端示波器，大部分示波器廠家都提供一種使用模式，允許將存儲器劃分成很多段，及分段存儲器。用戶可指定將存儲器劃分成多少個等長度的分段。當第一個觸發事件滿足時，示波器會存儲採樣點，填滿採集存儲器的第一個分段，接著開始等待下一個觸發事件，條件滿足，示波器將波形存儲到下一個分段。如此下去，直到所有分段都填滿，在這期間，用戶也可以中斷示波器停止等待觸發事件，顯示已經捕獲了的波形。對佔空比很小的猝發信號，分段模式尤其有效。許多串行總線、光纖和通信信號都屬於此類。通過使用分段存儲器，示波器可以保持快速的採樣率，捕獲長達幾秒、幾小時甚至幾天的波形。

深度存儲示波器會讓分段存儲功能變得更加強大，首先用戶可以獲得更多的分段數，讓測量和分析有足夠的樣本，具有足夠的統計意義，有助分析問題產生的根本原因。在分段數固定的情況下，每個分段的存儲深度增加了，從而能夠查看每個觸發點周圍更多的信號活動。

●保持更快的採樣率 ( 假設捕獲時間長度不變 )

深存儲的另一個主要優勢是它能夠在不同時基設置下保持快速採樣率。工程師們傾向於將示波器指標視為恆定值，與示波器功能設置無關，可事實並非如此。讓我們簡單地了解一下當用戶更改示波器的水平時基時，存儲深度對示波器的採樣率和總體帶寬有什麼影響。大多數示波器用戶沒考慮過存儲深度這個問題，可事實上，它對保證示波器保持其它關鍵技術指標影響非常大，包括採樣率和有效帶寬。

舉例說明，工程師選擇了標配每通道10Mpts存儲器和10GSa/s最大採樣率的4GHz帶寬示波器。這些技術指標看上去很好，工程師開始使用此示波器，工程師選擇了較快的10ns/格實際設置。示波器只使用1kpts存儲器以10GSa/s的採樣率進行採樣。整個4GHz有效帶寬都按照工程師的預期得到了保證。如果工程師需要在屏幕上查看更長時間的波形，然後將水平時基調諧為較慢的設置；他選擇了200μs/格。為了以10GSa/s採樣率進行10個水平格的採樣，示波器需要配備20Mpts的存儲器，所以示波器將採樣率自動降低到原來的二分之一即5GSa/s。現在，示波器可以採集10Mpts的波形數據，填滿10個水平格。工程師需要查看更長的時間窗口，於是將示波器時基改成1ms/格。由於示波器僅配有10Mpts的採集存儲器，要想捕獲10ms波形活動，採樣率被迫降低至1GSa/s。因此，可以得出結論，當用戶改變時基設置時，存儲深度不足會導致示波器的採樣率下降，這也意味著示波器有效帶寬變小了。

在固定存儲深度設置下改變水平時基控制，示波器會自動降低採樣率，與此同時總體有效帶寬也降低了。示波器的前端仍然允許高達4GHz的頻率分量通過。不過，降低了採樣率的示波器現在容易出現混疊問題，因為它的採樣速度不足以支持通過前端的高頻分量。由於改變時基設置，導致採樣率從10GSa/s降到1GSa/s，示波器的有效帶寬也從4GHz降低到400MHz。若示波器最大存儲深度僅為10Mpts，就會產生這種現象，導致測量誤差。

如果示波器配備1Gpts存儲器而不是10Mpts會怎樣？在10ns/格的較慢時基設置下，示波器將保持10GSa/s的最大採樣率，從而在高達4GHz的示波器額定帶寬中不會發生波形失真。在1ms/格乃至高達5ms/格的較慢掃描速度下，示波器仍能以10GSa/s的採樣率進行捕獲，從而在不同時基設置下，保證4GHz帶寬。您或許相信或許不相信，當改變水平時基設置時，存儲深度確實與示波器的有效帶寬息息相關。具有較深存儲深度的示波器不僅可在快時基設置下保證採樣率和有效帶寬，而且在慢時基設置下，也可保持很高的採樣率，從而保證有效帶寬。

●獲得更出色的測量和分析結果

深存儲的第三大價值是卓越的測量質量。示波器使用多少存儲器進行分析需要進行權衡。如果存儲深度設置得過低，那麼示波器很難提供具有實際意義的分析。例如，當進行眼圖恢復和抖動分析時，如果存儲器設置得過低，那麼示波器由於無法看到足夠的邊沿，所以不能進行PLL時鐘恢復。此外，淺存儲器還會妨礙統計分析，例如FFT和直方圖，因為這些功能沒有足夠的點進行運算。如果存儲器設置得過高，那麼代價就是分析處理時間顯著增加，進而示波器的響應變慢。

採用深存儲器的缺點是什麼？深存儲設置會降低波形捕獲率，因為示波器必須先處理數據相關信息，然後才能在屏幕上顯示結果。深存儲設置會降低此任務的執行速度，增加示波器兩次觸發捕獲波形之間的時延，使用戶的操作變慢，需要藉助雙窗口才能同時顯示信號細節。不同廠商的示波器在採用深存儲器時的波形捕獲率差異極大。

●結論

在選擇示波器時，最好選擇具有足夠帶寬，能夠滿足未來需求的示波器。當然有時候可能不想讓深存儲器始終打開，因為那樣可能導致波形捕獲率下降，但深存儲示波器的價值在於，當需要的時候，可以將它設置成深存儲，以滿足調試和測試需求。

深存儲提供以下優勢：在固定的採樣率下，可捕獲更長的時間窗口，在捕獲更長時間窗口的同時保持更快的採樣率和示波器有效帶寬。此外，較深的存儲器可幫助用戶的示波器獲得更出色的測量和分析結果。分段存儲器使示波器可以更好地利用採集存儲器，並適用於捕獲佔空比小的猝發信號。

深存儲器的主要缺點是導致波形捕獲率變慢，當啟用了深存儲器之後，不同廠商示波器的波形捕獲率相差很大。如果用戶的應用是偏向調試和故障實時分析，深存儲就不重要，如果用戶的應用偏向後處理分析，則深存儲可提供更多的好處。

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