LOTO示波器---1G采样率的USB示波器OSCH02的优势

wowo2018

这个文章主要介绍一下LOTO的新型号H02，讲解一下这个型号在功能和操作上跟以前的型号相比有什么区别或者是特别的地方。

H02大部分功能是跟其他型号相同的，我们在之前都有基本讲解，这里就不再介绍，它的唯一的优势是它的采样率和带宽提升了很多。比如说频率是几十兆，三五十兆以内的，或者是几赫兹的这种，在常规挡位，它是跟482，A02，还有A002是一样，比如说1K的正弦波，它其实在两个型号的示波器上是一样的。不一样的地方，就是H02可以在单通道的时候进行1G等效采样、二百五十兆的实时采样，它的带宽可以到一百兆，这是它的特点。所以如果你需要测高带宽的、高采样率的信号的时候，H02就是不错的选择。但是高带宽、高采样率只在单通道上才有用，一般测高频信号，不管是测晶振频率还是测一些上百兆以及接近一百兆的信号，一般一个通道就够用了。如果双通道使用的时候，它每个通道最高的采样率能达到125兆。

那接下来我们演示一下用H02测高频信号，因为H02的提升性能体现在高频上，我们信号发生器产生最高30兆的信号，H02的采样率是一百二十五兆。这是50纳秒的档位，用125兆采样30兆的信号，如图1所示。                     

  

图1. H02测30兆信号示意图

现在的状况，H02是跟A02的水平相当的，A02是用一百兆采样，它也可以采30兆的信号，A02的带宽是35兆，因为125兆的采样率跟100兆的采样率差的不是很多，A02看起来也能达到H02的采样效果。然后再接下来增加的性能是有一个合并采集的按钮，就是双通道采集某通道的一个信号，当你选择该功能后，继电器会切换到把两个通道的ADC合并起来，把资源用到一个通道，它的采样率会翻倍，那这个就是250兆采样。如图2所示，它的波形是黄绿相间的，

图2. 合并采集增大采样率

       黄色的是B通道采的信号，蓝色的是A通道采的信号，这就是采用率会翻倍的原因。那它的带宽也会翻倍，从35兆到70兆，这就是A02E采样的做法，A02本身是35兆带宽，A02E是A02 的增强版。

可以用合并采集让它的采样率提高到200兆， 那它带宽能提高到六十兆

那到目前为止，H02跟A02E是相当的，当然也不完全一样，现在H02是250兆采样，A02E是200兆采样，20毫秒会看的更明显一点，这是单通道采样。

还是可以用两通道进行合并采集，这和A02是一样的，然后合并采集，可以把两个通道合成一个通道，这样采样点数会密集一倍，波形的带宽可以提高。到目前为止H02和A02E是相当的。

H02更优势的地方是，它可以测的带宽能达到一百兆，带宽、频率再往上，其他型号就做不到了。

现在演示一下测信号发生器已经产生不了的高频信号，我们来测一下电路板上面80兆的晶振，是3.3V的有源晶振，目前只有H02能做到，那A02E，A02这些型号就都做不到了。把线接上好，目前是用125兆采样率测一个80兆的晶振，看它的波形还可以，有波形，但这是错误的，为什么？因为125兆采样率采集80兆的信号已经违背了香农采样定理（信号采样率不能低于信号频率的2倍），根据香农采样定理，我们最多能采62.5兆的信号，80兆已经超过采样率的一半， 所以现在采的波形是频率混别，示波器频率显示是四十六点几兆，已经频率混别了，因为采样率不够，信号频率太高了。这时候我们用刚才介绍的合并采集，合并采集后，采样率是250兆，那采一个80兆的信号，当然没问题，因为用250兆采集一个80兆的，它是在香农采样定理适用的范围内。也可以采100兆的，80兆和100兆差的不太多。

250兆采样率采80兆信号，一个周期会有三到四个点，虽然能看出波形和频率，但是波形比较难看，这时我们就用到正弦插值，知道了有限的点，但它还会插上几个点，用正弦的原理去插值，这样出来的波形就比较好看。这是属于是高级用法，大概了解一下就好了，已经用正弦插值测到了80兆的波形，如图3所示。

图3. 正弦插值测80兆信号

  H02还有一个更高的采样率是1G等效，1G等效的概念就是一般的波形都是周期性的，那等效采样对这种信号其实是一样的，我们在5纳秒这个挡位，时间挡位打成五纳秒，它现在就是一个G的等效采样，我们标的是一个G，但我们做到的不止一个G，超过一个G的部分是没有用到的。带宽只能到一百兆，这是因为模拟前端的限制，用1G等效采样它的波形就比刚才明显的采样点会多很多，如图4。打到5纳秒的挡位，信号频率是八十兆，示波器能测到八十兆的波形，会平滑细致很多，它的点数才能点数非常多，它其实是远超过一个G的。这种等效是针对周期性波形的。

图4. 1G采样波形示意图

最后要注意一点是，现在的探头是打到×10挡位的，为什么打到×10挡而不用×1挡？是因为×1挡位和×10挡位不仅是对幅值的放大，也是对带宽的放大。 我们所有的探头的×1挡的带宽都是只有几兆的，如果要测个几十兆或上百兆，我们必须打到×10挡，×10挡的带宽才会高，探头的带宽，首先带宽探头会损失一部分，然后示波器损失一部分，那你如果打到×10挡，即便带宽够，但是它衰减十倍，所以我们测的时候，你上位机要打到这个0.1V，用0.1V测, 相当于上位机这边除以了10,探头又乘以10, 那就是说，这和用1V乘探头1档来测是一样的，但是带宽提升了很多，所以一进大家测高频的时候，要注意这个问题。探头打到×10挡，但要把它放大，我们建议上位机只用0.1V的挡位。

H02有等效采样功能，250兆实时彩采样，可以做到一百兆带宽，测80兆的晶振，波形是不错的，然后频率测出来是80兆。这就是H02不同的地方，我们其他的型号是做不到的。