1. 数字示波器中采样器的作用
在使用电子测量仪器的时候，波形查看是最常用到的功能，那么波形的采集和重构一般是怎样实现呢？在采集方法上比较典型的仪器之一就是示波器，今天安泰测试就简单介绍一下瞬态、稳态测量仪器常见的波形采集方法。
根据Nyquist （奈奎斯特）采样定理，能够完成的重建波形采样频率至少应为信号最高频率的2倍,而当示波器最大采样率超过测量信号频率2倍的时候, 示波器一次“扫描”中采集远远足够的样点，构建准确的图像，这就是数字示波器常用采集方法——实时采样。实时采样是使用示波器捕获快速信号、单次信号、瞬态信号的唯一方式。
当采样过程不满足Nyquist （奈奎斯特）采样定理，就可以考虑使用另一种采集方法——等效采样。 等效采样的基本原理是把高频、快速信号变成低频、慢速重复信号进行采集。为了达到低速采样还原高频信号的目的，要求被测信号一定是周期变化的，如果将每个采样点安排在不同信号周期内，取自波形不同的位置上，而不是在同一个周期的话，就可以大大降低采样频率。最后通过数学方法再将多个周期内的采样点还原到一个周期内，重构被测信号。
这样等效采样可以使用低于原始信号两倍频率的采样频率不失真的采样并还原原始信号，适合于对高频周期信号的采样和分析。如在测量高频信号时，采样率不够时则不能在一次扫描中搜集足够的样点。可以使用等效时间采样，准确地采集频率超过采集率/2.5的信号。等效时间采样通过从每次重复中捕获少量信息，构建重复信号的图像，波形缓慢构建，象一串灯一样，一个接一个地亮起。示波器可以准确地捕获频率成分远远高于示波器采样率的信号。
等效采样有可以分为顺序等效采样和随机等效采样。
顺序等效采样是在间隔K个周期捕获一个样值，每经过k个周期再经过一个微小的延时△t就获得一个样值。假设k＝１时，每周期采样N个点的等效采样和重构过程。最后将采集的数据拼凑到一个周期内，实现对原始输入信号波形的重构。重构后的采样频率变为微小延时△t的倒数。通过控制这个△t的大小，就可以控制等效采样的频率。实际采样频率可以通过控制K的大小进行调节。K越大，实际采样频率越小；而△t越小，等效采样频率越高。这样就实现了低速采样高频信号的目的。
顺序等效采样
随机等效采样采用内部的时钟, 它与输入信号和信号触发的时钟不同步, 样值连续不断的获得, 而且独立于触发位置。通过记录采样数据与触发位置的时间差来确定采样点在信号中的位置来重建波形。这就产生了准确测量与采样触发点相关的位置的问题。尽管采样在时间上是连续的, 但是相对于触发器则是随机的, 由此产生了“ 随机”等效时间采样的说法。
2. 数字示波器什么是采样和采样率
示波器是最重要、最常用的电子测试工具之一。由于电子技术的发展，示波器的能力也在不断提升，其性能与价格各具特色，市场上的品种也多种多样，在购买示波器时应充分考虑这些方面因素：要捕捉并观察信号的类型， 信号本身有无复杂特性，需要检测的信号是重复信号还是单次信号，以及要测量的信号过渡过程、 带宽或者上升时间是多大等等。
模拟示波器也许具有你熟悉的面板控制键钮，价格低廉。 但是随着A/D转换器速度逐年提高和价格不断降低，以及数字示波器不断增加的测量能力与各种实用功能的开发，尤其是捕捉瞬时信号和记忆信号的功能的完善，使数字示波器越来越受欢迎。因此在选购时应因地制宜，合理地选择。
下面我们来看看选择示波器应考虑哪些参数：
带宽
带宽一般定义为正弦输入信号幅度衰减到-3dB时的频率宽度， 即平均幅度的70.7%， 带宽决定示波器对信号的基本测量能力。 随着被测信号频率的增加，示波器对信号的准确显示能力将下降， 如果没有足够的带宽， 示波器将无法分辨高频分量的变化。 幅度将出现失真，边缘会变得圆滑，细节参数将丢失。 如果没有足够的带宽，就不能得到关于信号的所有特性及参数。
选择示波器时将要测量的信号最高频率分量乘以5作为示波器的带宽。这将会在测量中获得高于2%的精度。例如要测量电视机的色副载波，其频率为4.43MHz，取4.43MHz的5倍约为22MHz的示波器能满足精确的测量要求。
在某些应用场合，不知道信号带宽，但要了解它的最快上升时间，大多数字示波器的频率响应，可用下面的公式来计算等效带宽和仪器的上升时间： Bw=0.35/信号的最快上升时间。
带宽有两种类型：重复（或等效时间）带宽和实时（或单次）带宽。重复带宽只适用于重复的信号，显示来自于多次信号采集期间的采样。 实时带宽是示波器的单次采样中所能捕捉的最高频率，且当捕捉的信号不是经常出现时要求相当苛刻。 实时带宽与采样速率是密切相关的。
由于更宽的带宽往往意味着更高的价格，因此，应根据成本，投资和性能进行综合考虑。
采样率
采样率即为每秒采样次数，指数字示波器对信号采样的频率。示波器的采样率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和随机信号丢失的概率就越小。
如果需要观测较长时间范围内的慢变信号，则最小采样速率就变得较为重要。为了在显示的波形记录中保持固定的波形数，需要调整水平控制旋钮，而所显示的采样速率也将随着水平调节旋钮的调节而变化。
采样速率计算方法取决于所测量的波形的类型，以及示波器所采用的信号重现方式。
为了准确再现信号并避免混淆，奈奎斯特定理规定：信号的采样速率必须大于被测信号最高频率成分的两倍。然而，这个定理的前提是基于无限长时间和连续的信号。
由于没有示波器可以提供无限时间的记录长度，而且，从定义上看，低频干扰是不连续的，所以采用两倍于最高频率成分的采样速率，对数字示波器来说通常是不够的。
实际上，信号的准确再现取决于其采样速率和信号采样点间隙所采用的插值法。有一个在比较取样速率和信号带宽时很有用的经验法则： 如果示波器有内插（通过筛选以便在取样点间重新生成），则（取样速率/信号带宽）的比值至少应为4:1。无正弦内插时，则应采取10:1的比值。
波形捕获率
所有的示波器都会闪烁。 也就是说，示波器每秒钟以特定的次数捕获信号，在这些测量点之间将不再进行测量。 这就是波形捕获率， 也称屏幕刷新率，表示为波形数每秒（wfms/s）。采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内，采样输入信号的频率；波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。 波形捕获速率取决于示波器的类型和性能级别，且有着很大的变化范围。 高频波形捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特性，并能极大地增加示波器快速捕获瞬时的异常信息，如抖动，矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的概率等。
数字存储示波器（DSO）使用串行处理结构每秒钟可以捕获10到5000个波形。DPO数字荧光示波器采用并行处理结构，可以提供更高的波形捕获速率，有的高达每秒数百万个波形，大大提高了捕获间歇和难以捕捉信号的可能性，并能更快地发现瞬间出现的信号。
存储深度
存储深度也叫记录长度，是示波器所能存储的采样点多少的量度。 如果需要不间断地捕捉一个脉冲串，则要求示波器有足够的存储空间以便捕捉整个过程中偶然出现的信号。 将所要捕捉的时间长度除以精确重现信号所须的取样速度，可以计算出所要求的存储深度。
在正确位置上捕捉信号的有效触发，通常可以减小示波器实际需要的存储量。
存储深度与取样速度密切相关。 存储深度取决于要测量的总时间跨度和所要求的时间分辨率。
许多示波器允许用户选择记录长度，以便对一些操作中的细节进行优化。分析一个十分稳定的正弦信号，只需要500点的记录长度;但如果要解析一个复杂的数字数据流，则需要有一百万个点或更多点的记录长度。
触发功能
示波器的触发能使信号在正确的位置开始水平同步扫描，决定着信号波形的显示是否清晰。触发控制按钮可以稳定重复地显示波形并捕获单次波形。
大多数通用示波器的用户只采用边沿触发方式，特别是对新设计产品的故障查询。先进的触发方式可将所需要的信号分离出来，从而最有效地利用采样速度和存储深度。
现今有很多示波器，具有先进的触发能力：能根据由幅度定义的脉冲，由时间限定的脉冲（脉宽触发）和由逻辑状态或图形描述的脉冲（逻辑触发）进行触发。扩展和常规的触发功能组合也帮助显示视颍和其他难以捕捉的信号，如此先进的触发能力，在设置测试过程时提供了很大程度的灵活性，而且能大大地简化测量工作，给使用带来了很大的方便。
示波器的通道数
示波器的通道数取决于同时观测的信号数。在电子产品的开发和维修行业需要的是双通道示波器或称双踪示波器。如果要求观察多个模拟信号的相互关系，将需要一台4通道示波器。许多工作于模拟与数字两种信号系统的科研环境也考虑采用4通道示波器。
示波器选购其它注意事项
选购示波器时，要根据检测需要选购。 一般的检测，单通道示波器即可，对于检测两个相关的信号时，需要使用双通道示波器。双通道示波器具有两个独立的信号处理通道，可同时输入两个信号，因而可以将两个信号的相位、幅度、波形等参数进行比较和计量。此外，在检测同一信号的直流分量和交流分量时，借助于双通道示波器的两个通道，一个通道测直流分量，一个通道测交流分量，会十分方便。
在进行家用电器设备的电视机、影碟机、电磁炉等维修时，通常选40MHz 双通道示波器可以满足维修要求，因为在维修工作中往往不需要精确的测量信号的各种参数， 只需粗略的观测信号波形，估算频率和周期。此外，家电产品中很多的信号的频率特性都在示波器的测量范围之内，例如音频信号、视频信号、行同步、场同步、控制信号等都在示波器的测量范围之内，某些大于40MHz时钟信号也能测量。
经济条件好应选购100MHz的示波器，这样测量高频信号的精度更高。
家电维修工作中的示波器最好要有选行（电视信号的行信号）和选场（场同步）功能，观测视频信号时易于同步，使观测的波形稳定。
3. 采样示波器原理
示波器的面板上都有写的。示波器端口最大允许输入电压300V。
比如常见的TEK示波器。写着1M欧300V 50欧5V(50欧这一项是好一点的示波器才有)。
这就是说，示波器端口在1M欧输入为最大300V，50欧输入时为5V。如果你的示波器没这个选项，一般就是300V的。
示波器端口最大允许输入电压300V。而一般的探头是1X或10X的。如果你使用1X，那么你最高只能向探头上加300V(峰值)，如果你使用10X，理论上你可以向探头上加3000V。但是，由于探头的绝缘性能可能不够，这时你要根据探头的说明书确定可以加的电压。
最后强调一下，示波器的地夹，只能夹在与地没有电压差的位置。否则会冒火烧东西的。
4. 数字示波器中采样器的作用是什么
取样率: 取样率是数字示波器最关键的指标，数字示波器采用采样器和A/D变换器对信号进行采集，取样率即指这时的A/D变换器工作速度，以 S/s 即，每秒采集的点数作为其单位。
记录长度:是示波器能够记录的最大点数，取决于其内部的存储单元，ADS1000系列最低具有4K的记录长度，即能够记录4000个点的波形。示波器一屏的显示是500点，TDS200能够记录5个屏幕的波形。
波形更新率:是指示波器每秒钟能够采集到的最大波形数。由于示波器内部需要对采集到的信号进行处理，这将花费几到十几毫秒的时间，这时示波器是不进行波形采集工作的，即处于死区。所以一般的示波器每秒种只能采集一百到几百个波形，99.9%的波形都漏失了。
5. 在数字示波器中,采样器的作用
数字示波器的优点
1.体积小、重量轻，便于携带，液晶显示器
2.可以长期贮存波形，并可以对存储的波形进行放大等多种操作和分析
3.特别适合测量单次和低频信号，测量低频信号时没有模拟示波器的闪烁现象
4.更多的触发方式，除了模拟示波器不具备的预触发，还有逻辑触发、脉冲宽度触发等
5.可以通过GPIB、RS232、USB接口同计算机、打印机、绘图仪连接，可以打印、存档、分析文件
6.有强大的波形处理能力，能自动测量频率、上升时间、脉冲宽度等很多参数
数字示波器的缺点
1.失真比较大，由于数字示波器是通过对波形采样来显示，采样点数越少失真越大，通常在水平方向有512个采样点，受到最大采样速率的限制，在最快扫描速度及其附近采样点更少，因此高速时失真更大。
2.测量复杂信号能力差，由于数字示波器的采样点数有限以及没有亮度的变化，使得很多波形细节信息无法显示出来，虽然有些可能具有两个或多个亮度层次，但这只是相对意义上的区别，再加上示波器有限的显示分辨率，使它仍然不能重现模拟显示的效果。
3.可能出现假象和混淆波形，当采样时钟频率低于信号频率时，显示出的波形可能不是实际的频率和幅值。数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。