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有一位朋友復購了一臺示波器，但是他表示這臺新購的示波器有問題，原因是他測量一個同樣的信號和之前的示波器很不一樣，方波失真比較嚴重。如下圖所示是他用新購的示波器測量的信號，可以看到確實方波有點變成了梯形。
而他之前使用老的那臺示波器測出來的效果是這樣的，可以看到確實差別很大，那么真的是這臺復購的示波器有問題嗎？
我們注意觀察到，第一張圖中示波器的當前采樣率是500KSa/s，而第二張圖示波器的當前采樣率是500MSa/s，足足差了一千倍！雖然測量的信號是同一個信號，但是測量的條件顯然不同。 這個時候有人就要問了，同樣的示波器，采樣率怎么不一樣了？很多新人第一次選擇示波器的時候，往往只會關注示波器的帶寬和采樣率，很多示波器廠家也會把這兩項指標放在最前面，這并沒有什么錯誤，但是很多新手并不知道，示波器的采樣率并不是一個固定不變的值，它會隨著存儲深度大小的設置以及采集時間的變化而改變。我們之前的文章《不同采樣率對波形的影響-示波器實測案例分析》也以實際案例演示的方式說明了這一點。
存儲深度是一個數字示波器才有的概念，模擬示波器是不存在這個參數的。進入數字示波器的信號經過前端放大器，再經過模數轉換器，通過觸發系統將采集到的信號存入存儲器中，最后對這些數據進行處理顯示在屏幕上。這個過程中存儲器的容量就是表現數字示波器存儲深度大小的物理介質。 存儲深度（memory depth）同時也叫記錄長度（record depth)，一般指標寫作28Mpts，代表有二千八百萬個采樣點（pts=points)。存儲深度和采樣率以及波形記錄時長，滿足如下公式：采樣率 = 存儲深度 ÷ 波形記錄時長 由此可見，示波器要想保證長時基記錄下采樣率不減小，就必須有足夠的存儲深度。而采樣率也是保證信號不失真的重要指標之一。那么，什么時候需要大的存儲深度呢？顯然是需要長時間記錄一段波形的時候，比如電源紋波和電源噪聲的測量、信號的FFT分析、擴頻時鐘分析等，還有發現隨機或罕見的信號也可以用長時基的方式來解決。 那么，存儲深度是不是越大就越好呢？顯然不是，示波器的存儲深度選擇有一個自動模式，在這個模式下示波器會保證采樣率足夠的前提下，盡量的選最小的存儲深度。比如當示波器記錄140ms波形，采樣率要保證2GSa/s，那么存儲深度就必須是280M；但如果只記錄14ms的波形，那么28M存儲深度就可以滿足2GSa/s的采樣率了。這個時候，即使我們設置280M的存儲深度，采樣率也不會改變，因為示波器的最大采樣率也是固定的。示波器記錄的波形點越多，那么運算的壓力也就越大，這會影響示波器的性能，比較明顯的結果就是波形捕獲率的降低，存儲深度自動模式會在存儲深度和運行性能上找到一個平衡點，盡量保證波形不失真，又不影響示波器運行性能。
因此當我們選擇示波器的時候，還要觀察示波器在大存儲深度下的運行性能，是否依然流暢，采集是否依然實時。筆者遇到過比較夸張的示波器，存儲深度調大以后，示波器采集一屏幕的波形要等待10幾分鐘甚至半小時，這顯然不是我們期待的結果。 當然，示波器大存儲深度的好處，除了記錄長時間的波形以外，還可以配合分段存儲功能，在足夠的采樣率下捕獲多個波形事件，以便進行有效的分析，幫助測試者捕獲偶發信號和更優化地保存和顯示所需的數據。
當我們測量一個信號的時候，可能有很大一部分是無用信息，我們根本不需要記錄。但是這段信息卻會占用存儲深度。分段存儲的功能就是幫助我們去除不需要看的波形片段，只保留我們需要看的波形片段，以此最大化的利用存儲深度，具體的操作可以參考我們之前的文章《數字示波器分段存儲功能的作用和用法》。 |
