大多数示波器销售宣传的目的都是说服客户购买其特定产品。经验丰富的示波器销售人员会告诉他们为什么应该购买它以及它将给他们带来什么好处。为了吸引顾客，他们甚至可能试图以降低示波器价格来吸引顾客。
但在某些情况下，以极低的价格购买某样东西并不意味着您一定能获得最好的产品。Keysight示波器也是如此。是的，Keysight示波器的价格较高，但您将获得市场上最好的技术和性能。让我们来看看 Keysight 八款高端示波器。我们将研究它们的功能，看看为什么这些示波器界的“跑车”物有所值。
数字存储示波器是一种可以让你可视化电波形的仪器。你可以将示波器用于各种应用，从设计新产品到科学研究。为了读取精确的波形，数字示波器使用非常高速的数字电路。这些数字电路允许示波器进行快速准确的测量。这些数字电路的速度和准确性是有代价的，这就是为什么示波器通常比其他类型的测试设备更贵的原因。请注意导致某些示波器成本高昂的其他因素就不在此一一列出。
示波器组件质量高 - 组件的质量决定了示波器的性能，高端示波器使用优质组件。此外，示波器需要大量校准和维护才能正常运行，这也增加了其成本。
研发成本高 - 一些示波器的高价的主要归因于研发成本。设计和制造示波器既复杂又耗时，成品必须符合严格的质量标准。此外，示波器的市场相对较小，因此制造商必须收取高价才能收回成本。
制造劳动力成本高 - 示波器是复杂的设备，需要高技能工人来组装。测试和校准每台示波器需要大量的时间和精力，以确保其符合最高标准。每一步对于确保最终产品是高质量和可靠的示波器都至关重要。因此，制造这些设备时的劳动力成本可能很高。
高端示波器设备复杂 - 说示波器是一种复杂的设备，这是轻描淡写。数字示波器使用各种方法测量电信号。它们可以使用模拟数字转换器或将信号数字化的插卡将信号转换为数字格式。一旦信号变成数字格式，它就会显示在计算机上或存储在硬盘上。数字示波器还可以测量各种其他信号，例如声音或光波。然而，由于数字示波器的复杂性，它们通常比模拟示波器更昂贵。
使用示波器专用软件 - 数字示波器使用数字计算机将输入电压电平转换为数字值并将其显示在屏幕上。虽然可以使用简单的硬件完成此过程，但另一种方法是使用专用软件。该软件包括各种功能，旨在使示波器更加用户友好并允许更精确的测量。例如，许多数字示波器都内置了波形识别算法，可以自动识别和显示常见波形。此外，许多示波器软件包都包含用于生成自定义报告和将数据导出到其他软件应用程序以供进一步分析的工具。
高端示波器无法大规模生产 - 与已经生产了几十年的模拟示波器不同，数字示波器仍然相对较新。因此，大规模生产它们的制造商较少。缺乏竞争意味着即使技术不断进步，价格仍然居高不下。
购买示波器时，“一分钱一分货”这句话再贴切不过了。例如，如果您是业余爱好者，则不需要高端示波器的所有功能。但是，如果您在专业环境中工作，精度和准确度至关重要，那么您将需要投资一台功能齐全的示波器。
以下是一些可以提高示波器价格的功能。
带宽是购买示波器时最重要的因素之一。示波器的带宽决定了它可以准确显示信号的频率范围。带宽在较高频率下变得更加重要。否则，您将只能看到一些信号分量，并且高频噪声会被混叠（移动到较低的频率）。
示波器带宽什么意思？
示波器最重要的技术指标 — 示波器带宽是指输入信号正弦波衰减至 –3 dB（幅度衰减 30%）时所在的频率点。
虽然带宽是大多数人在选择示波器时最先考虑的技术指标，但他们选择的带宽往往还是不够大。他们可能会问：“我的信号只有 10 MHz，为什么不能用30 MHz 带宽的示波器？”答案是，如果您只测量正弦波，它是够用的。但是，方波是由基波和无数个奇次谐波组成的。因此，“带宽 = 3 x 信号频率”这一定律在大部分情况下都不适合。
如上图所示，所有示波器都会呈现低通频率响应，即在较高频率上幅度会迅速下降。带宽为 1 GHz 及 1 GHz 以下的示波器大多数是高斯频率响应，这种响应类似于单极点低通滤波器的特征。信号在 –3 dB 频率点的衰减转是 30% 幅度误差。换句话说，如果将一个 1 Vp-p、100 MHz 正弦波输入 100 MHz 带宽的示波器中，使用该示波器测得的峰峰值电压会在 700 mVp-p 左右（–3 dB = 20 Log [0.707/1.0]）。因此，如果信号频率与示波器带宽十分接近，根本无法进行精确测量。
如何确定所需的示波器带宽？
若要确定所需的示波器带宽，要做的第一步就是确定最快信号的上升时间和下降时间。通常可以从设计所用器件的公 开技术指标中获得这一信息。
第二步是根据信号的最快的边沿速度确定待测信号最大的频率分量，您可以使用一个简单的公式来计算待测信号最大 的“实际”频率分量。Howard W. Johnson 博士已经针对此主题撰写了一本书《Highspeed Digital Design – A Handbook of Black Magic》。他将这个频率分量称为 “ 拐点” 频率 (fknee)。所有快速边沿都有无穷多的频率分量。然而，在快速边沿的频谱图中有一个曲折点（或“拐点”），此处高于 fknee 的频率分量对于确定信号的波形影响不大了。上升时间按 照 10% 至 90% 准则计算的信号，fknee 等于 0.5除以信号的上升时间。对于上升时间按照 20% 至 80% 准则计算的信号 （这在当前许多器件技术指标中十分常见），fknee 等于 0.4除以信号的上升时间。
第三步是根据在测量上升时间和下降时间时希望达到的精度，确定测量信号所需要的示波器带宽。针对高斯响应的示波器来说，一般的要求是示波器带宽要不小于待测信号最大频率分量fknee的1.9倍。
因此高斯响应示波器带宽选择的标准公式是：示波器带宽=0.95 / 信号最快上升时间（10%-90%）
除了要基于当前待测信号选择示波器带宽外，还必须考虑到未来的带宽需求，例如信号速度的增加，这种增加将需要更大的带宽。
带宽大的示波器比带宽小的示波器更贵，但它也能更好地捕捉细微信号并提供更精确的测量。
20 Mhz 带宽的示波器被认为是低端示波器，而顶级示波器的带宽可达 100 GHz。
采样率是数字示波器每秒进行测量（或采样）的次数。奈奎斯特-香农采样定理指出，信号可以从以大于信号带宽两倍的速率采集的无限系列样本中完美重建。简而言之，这意味着采样率必须至少是测量信号中最高频率分量的两倍。大多数感兴趣的信号需要兆赫 (MHz) 范围内的采样率。
采样原理
尼奎斯特采样定理规定，对于具有最大频率 fMAX 且带宽有限的信号，等距采样频率 fS 必须大于最大频率 fMAX 的两倍，这样才能唯一地重建信号而不会产生混叠。
什么是示波器采样率?
采样是将一个信号（即时间或空间上的连续函数）转换成一个数值序列（即时间或空间上的离散函数）。示波器采样频率，又称采样速度或采样率，定义了每秒从连续信号中提取并形成离散信号的采样数量，它使用赫兹（Hz）来表示，采样频率倒数为采样周期或采样时间，即采样间隔，一般来说，采样频率是指计算机每秒采集多少个信号样本。
采样率过低不仅会导致失真，还会使您错过没有采样到的关键信号细节，如毛刺和误差。在下图中，我们可以看到采样率过低（或“欠采样”）错过了多少信号细节。
相反，下图则显示了高采样率如何使您捕获到这些毛刺。如果您没有在测试中发现这些误差，那么客户在使用您的器件时有可能会发生故障。
每种模式都有特定的用例来分析信号的某些部分。采样率越高，迹线的分辨率就越高。这让您可以进行更准确的测量并查看信号中可能存在的各种误差。我们建议采用是示波器规定的实时带宽 4 到 5 倍的采样率。
示波器的设计和制造过程中涉及到的精密技术和复杂工艺。示波器的内部结构包括传输、衰减、放大、低通滤波、硬件触发、采样、运算等部分，每个部分都需要高精度的设计和制造，以确保最终的测量精度和性能。以数字示波器为例，单纯按照采样定理＋计算，采样速度至少要达到被测信号频率的2倍，那么如果我要测一个10MHz的信号，ADC采样速度就至少要20MSa/s，就是至少每秒钟要读万用表示数20000000次（两千万次)，这个速度就很吓人了。高端示波器拥有更惊人的采样速率。
高端示波器惊人的采样速率！！！
举个例子，是德科技 Keysight 的DSOZ634A示波器，标称最高采样速率160GSa/s，这是什么概念？一秒钟要测量输入信号的电压160000000000次（—干六百亿次），吓不吓人？按照每次采样只产生1字节数据来计算，1秒钟就能产生149 GB的数据，示波器还要对这海量的数据进行分析处理，进行一些数学计算，并将其转化为图形显示出来，149 GB/s数据产生速度对于酷睿i9来说也是一场史诗级的DDoS洪水攻击，所以示波器不仅有速度惊人的ADC器件，还要有运算能力超强的处理器来消化ADC传回的海量数据，这些都是尖端技术能实现这些功能的元器件也自然价格不菲！
可以想象，每秒采集数百万个样本需要强大的处理能力，这意味着高采样率的示波器价格更高。
推荐应用指南:
示波器采样率
什么是示波器的通道数？
示波器的通道数是指示波器可以同时测量的输入信号数量。因此，如果您使用的是 4 通道示波器，则可以同时测量最多 4 个不同的信号。
示波器通常有 1、2、4 或 8 个通道。虽然单通道示波器对于许多应用来说已经足够，但在某些情况下，拥有多个通道会非常有用（甚至是必要的）。例如，如果您正在测量具有多个组件的系统的性能，那么在一个屏幕上查看所有信号会非常有帮助。这使您能够识别任何异常并快速诊断问题。
当然，更多的通道也意味着更高的价格。4 通道示波器的成本将高于 2 通道示波器，而 8 通道示波器的成本甚至更高。
您需要示波器多少存储器深度?
带宽和采样率紧密相关。存储器深度也与采样率密切相关。模数转换器对输入波形进行数字转换，并将得到的数据存储在示波器的高速存储器中。选择示波器的一个重要因素是了解示波器如何使用已存储的这些信息。
存储器技术使用户能够捕获采集数据、放大查看更多细节、或在已采集的数据上进行数学运算、测量和后期处理功能等操作。
许多人认为，示波器的最大采样率指标适用于所有时基设置。这是一种理想状态，代价是可能要求非常大的存储器从而极大程度的提高了示波器的价格。实际上，由于存储器深度有限，随着人们把时基设置成越来越宽的范围，所有示波器必须降低采样率。示波器的存储器越深，以最高采样速率可以捕获的时间越多。您需要查看可能购买的示波器型号，了解时基设置对其采样率的影响。
您所需要的存储器深度取决于希望显示的时长以及希望保持的采样率。如果要在不同采集点间以较高分辨率查看更长的时间，您需要使用深存储器。借助一个简单的公式，您可以得知需要多少存储，其中需要考虑时间间隔和采样率:
存储器深度 = 采样率 ● TAD (4)
*TAD = 显示时间
如果您希望放大波形并更加仔细地查看，则需要在所有时间设置中确保高采样率以防止出现信号混叠，同时提供波形的详细信息。
一旦确定了存储器深度，您还必须考察在使用最深的存储器设置时示波器的操作方式。采用传统深存储器结构的示波器响应速度慢，这会给生产效率带来负面影响。由于响应速度慢，示波器制造商通常把深存储器降到专用模式，工程师一般只在必须使用深存储器时才使用它。尽管示波器制造商几年来已经在深存储器结构中取得很大进展，但某些深存储器结构的速度仍然很低，操作起来十分耗时。在购买示波器前，一定要评估示波器在最深的存储器设置下的响应能力。
图 - 这些图像显示了在低扫描速率 (1 ms/格) 时在示波器上采集的 80 MHz 方波, 其中左图的存储器设置为 2 Mpts, 右图的存储器设置为 2 kpts。2 Mpts 深存储器保持了最高的采样率, 可以防止信号混叠。当存储器降低到 2 kpts 时, 采样率会下降 1000 倍。采样率下降会导致示波器对信号采样不足, 从而出现频率为 155 Mz 的混叠信号。尽管右面的波形看上去是正确的, 但实际上并不正确。波形频率漂移了 79.9 MHz。
示波器内存深度是示波器可以存储和显示的数据量。内存越深，示波器显示的信息就越多。这一点很重要，因为它会影响采样率或您一次可以看到和分析的信息量。具有浅内存的示波器可能只能存储几秒钟的数据，这不足以在一段时间内看到信号异常。但具有深内存的示波器可以保存数小时甚至数天的数据，让您可以放大以高分辨率查看您感兴趣的任何部分。这对于功率分析等应用很重要，在这些应用中，您可能需要查看一整天的数据以识别趋势并优化性能。
内存越深，示波器就越昂贵。但对于许多应用来说，更深的内存值得额外的成本。
现在我们已经了解了为什么高端示波器如此昂贵，让我们来看看我们最昂贵的 8 款 Keysight 示波器，看看它们有什么不同。我们将研究以下内容：
Keysight InfiniiVision MSOX3054G 为示波器性能树立了新标准。它以业界领先的波形更新率捕获最精细的信号细节。凭借 500 MHz 带宽和混合信号功能，它为工程师提供了当今复杂设计所需的测量信心。
示波器MSOX3054G 规格
为什么您应该购买Keysight 示波器 MSOX3054G?
Keysight 示波器 InfiniiVision MSOX3054G 在要求高带宽和快速更新率的高级应用中表现出色。其灵敏的 8.5 英寸显示屏可清晰显示复杂信号，而深内存可捕获扩展信号序列而不会影响采样率。这款示波器非常适合开发嵌入式系统、调试数字设计或分析电力电子设备的工程师。以新设备成本的一小部分获得高级功能。通过即时发货和全面的支持选项，您可以立即开始进行精确的测量。无论您是调试串行协议、分析电源还是验证数字设计，Keysight 示波器 MSOX3054G 都能提供您所需的性能和灵活性。
Keysight 示波器 InfiniiVision MSOX4154A 通过 MegaZoom IV 智能内存技术改变日常测试。这款示波器采用业界领先的 12.1 英寸触摸屏，将 1.5 GHz 带宽与 InfiniiScan Zone 触摸触发相结合，帮助您以前所未有的速度隔离和分析信号。
MSOX4154A 规格
为什么您应该购买Keysight 示波器 MSOX4154A？
InfiniiVision MSOX4154A 提供 3 年保修和专业校准。每个单元都包括 N2894A 700 MHz 无源探头、用于数字通道的 MSO 电缆以及多种语言的综合文档。12.1 英寸触摸屏和区域触发使信号隔离变得直观，而 MegaZoom IV 技术确保您不会错过重要的信号细节。在获得专业级功能的同时，大幅节省标价（原价 32,901 美元）。借助即时发货和可用的 KeysightCare 支持选项，您可以立即开始进行精确测量。无论您是在调试嵌入式系统、分析串行协议还是验证设计，MSOX4154A 都能提供您所需的性能和您想要的可用性。
N1092B DCA-M 示波器结合了双光通道和集成时钟恢复功能，可满足苛刻的高速光测试要求。其紧凑的设计和高采样率使其成为制造测试、光学研究和数据中心应用的理想选择。
N1092B 规格
为什么您应该购买 N1092B？
使用 N1092B 获得准确的光学测量，而无需复杂的操作。开发光收发器和高速通信系统的工程师依靠其低噪声基底和快速采样率来高效地表征其设计。与标价相比，节省大量成本，同时获得优质的光学测量功能。借助集成时钟恢复功能和从我们的工厂立即发货，您可以在几天内开始测试光学元件。
无论您是测试光收发器、验证光学设计还是测量光调制，N1092B 都能提供您所需的精度和速度。
使用 DSAZ634A Infiniium 示波器捕获复杂信号。这款高性能示波器专为使用下一代技术的工程师打造，可提供量子计算、光通信和半导体测试所需的带宽和采样率。其精确的测量功能可帮助您更快、更自信地验证设计。
示波器DSAZ634A 规格
为什么要购买 Keysight 示波器 DSAZ634A？
使用Keysight 示波器 DSAZ634A 首次即可获得准确的测量结果。开发量子系统、光学设备和高速半导体的工程师依靠其 63 GHz 带宽和 160/80 GSa/s 采样率来验证他们最具挑战性的设计。每个单元都配有专业校准和详细的测量报告，以确保测量精度符合行业标准。无论您是在调试高速数字电路、研究量子系统还是表征 RF 设备，DSAZ634A 都能为您提供所需的测量信心。
Keysight 示波器 MSOX6004A X 系列具有 7 合 1 集成。它集数字通道、串行协议分析、双通道波形发生器、频率响应分析、数字万用表和带累加器的 10 位计数器于一体。它还首次在示波器中集成了多语言语音控制。它的重量仅为 6.8 千克，厚度仅为 15.4 厘米，功耗仅为 200 W，使 MSOX6004A X 系列成为世界上最环保的多 GHz 便携式示波器。
Keysight 示波器 MSOX6004A 规格
为什么您应该购买Keysight 示波器 MSOX6004A？
如果您需要一款具有不折不扣的带宽和采样率的示波器，那么 MSOX6004A 就是您的最佳选择。它具有高达 6 GHz 的带宽和 20 GSa/s 的采样率，因此您可以自信地测量上升时间快于 150 ps 的数字信号或数据信号速率高于 2 Gbps NRZ（不归零）的信号。
Keysight 示波器 Infiniium MSOS804A 将 8 GHz 带宽与混合信号功能相结合，通过其先进的 10 位架构提供卓越的信号完整性。这款示波器专为需要以不折不扣的精度验证高速数字设计的工程师而设计。
Keysight 示波器 MSOS804A 规格
为什么要购买Keysight 示波器 MSOS804A？
使用Keysight 示波器 MSOS804A 可在模拟和数字域中获得精确的测量结果。从事高速计算、数据通信和先进电子产品的开发团队依靠其卓越的信号完整性和深度内存来调试最具挑战性的设计。与标价相比，节省大量成本，同时还能使用高级调试功能。借助即时发货和 KeysightCare 支持选项，您可以在几天内开始应对复杂的调试挑战。无论您是在验证高速接口、调试嵌入式系统还是表征复杂电路，Keysight 示波器 MSOS804A 都能为您提供所需的测量信心。
无论您是调试最新设计还是验证合规性，示波器都必须显示信号的真实表示。这需要世界一流的信号完整性，而 Keysight 示波器 DSOS604A Infiniium 的设计正是考虑到了这一点。DSOS604A 提供了卓越的时基、前端和 ADC 技术模块。这提供了一个具有高达 16 位分辨率、低噪声、低抖动和高 ENOB 的平台，让您可以了解设备的真实性能。
Keysight 示波器 DSOS604A 规格
为什么要购买Keysight 示波器 DSOS604A？
如果卓越的时间基准必不可少，那么Keysight 示波器 DSOS604A 可以满足您的需求。时间标度精度至关重要，尤其是对于深存储器应用。抖动测量对于确保高速系统可靠性必不可少。与示波器相关的固有抖动包括示波器的内部抖动测量。值越低，您越能更好地表征设备。DSOS604A 示波器采用下一代时间基准架构，可实现精确的时间精度。它具有业内最佳的 12 ppb 时间标度精度（校准后），可实现精确的深存储器测量，并且具有低抖动测量本底，固有抖动为 100 fs（典型值）。
MSOS804A Infiniium S 系列示波器采用创新技术，旨在提供卓越的测量效果。尖端硬件和广泛的软件套件协同工作，为您提供无与伦比的测量能力。我们的 10 位 ADC 和低噪声前端协同工作，可提供高达 8 GHz 的性能和出色的信号完整性。大量高速数字调试工具为您提供市场上最好的故障排除和设计工具。我们将所有这些都放在一个先进的框架中，配有固态硬盘以实现快速启动，以及高性能主板以实现快速处理。
Keysight 示波器 MSOS804A 规格
为什么您应该购买Keysight 示波器 MSOS804A?
如果您需要一台能够完成所有任务并具有广泛功能的示波器，那么 MSOS804A Infiniium 就是您唯一需要的示波器。它在 MSO 型号上包含 16 个数字通道，并支持多达 100 个探头、电流和电压、有源和无源、1 MΩ 和 50 Ω 输入。
Key sight 示波器MSOS804A 支持功能丰富的软件，包括 50 种自动测量、16 种数学函数、门控和频谱查看器。如果您需要可选的可扩展软件应用程序和灵活的许可，MSOS804A 可以为数十个串行总线添加协议解码/触发, 从大量分析应用程序中进行选择，包括眼图和使用 SDA、抖动、InfiniiScan 和去嵌入的测量。
应用指南：示波器基础
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