示波器（逻辑分析仪中）的采样频率，存储深度，和带宽
示波器（逻辑分析仪中）的采样频率，存储深度，和带宽
示波器是电子工程师必备的工具之一，其性能直接影响到信号采集的稳定性和精确性。本文将深入探讨示波器中最重要的三个参数：采样频率、存储深度和带宽，帮助读者更好地理解和使用这一工具。
前言：
示波器（或逻辑分析仪）中最重要的三个参数，这三个参数直接关系着采集信号的稳定性、精确性和连续性。
1：采样频率（Sample Rate）
即单位时间内，采集数据的个数。了解采样点频率之前，要先了解示波器或逻辑分析仪采集数据的原理。“在等间隔的时间内，对波形进行电压（或电流）的读取”得到等间隔的若干个连续数据。然后在对采集的数据做微分运算。得到一个完整的波形。直接看图
上图中是一个 余弦波形，我们在一个周期内，采样四次，得到采样后的波形。可以看到失真很严重。于是我们知道，在使用示波器时，设置合适的采样率非常重要。当采样率增大时。我们再来看波形
此时得到的波形是不是就比较接近真实波形了，于是此时就有同学得出一个结论，我们使用示波器（或垃圾分析仪器时）采样率越高越好！！
老实说这样的结论没错，但是有时候就想人生一样，想象很美好，现实很骨感。总有很多现实的因素阻碍理想情况的发生。示波器中就体现在，采样频率越高，单位时间内采集到的数据就越大。此时这些数据如何存储就是个问题。
采样率的单位（单位：Sa/s）
2：存储深度
示波器在工作时，是在截取一段一段的波形，然后放在显示屏上给我们看的。需要将采集到的离散数值，存储到内存区，方便计算和处理。这块内存区的容量就是存储深度。这块内存区的容量是有限的而且是一个固定值。
而有受制于，示波器要求的实时性，容量大且便宜的硬盘，是满足不了要求，内存又很贵。于是我们只能是根据实际测试需求，去选择合适的存储深度。
另外存储深度，和采样率一起，还会影响另外一个很重要的测量参数：能够采集的时间=存储深度/采样时间
为什么这个参数也很重要。因为实际测试时候，我们通常需要采集固定时间，比如上电10s，SPI才开始通讯。我们最少使用两个示波器通道，一个接样件Vbat上，一个接SPI总线上。必须采集至少10s的连续数据。
我们再看上图，这种配置，能够采集的时间2.5uS,每隔2.5uS,采集的数据就会被覆盖，这显然不是我们所需要的。
此时我们有两种方案，1：增大存储深度，2：减小采样频率
存储深度的单位：pts
2.1 存储深度,采样率和时基之间的关系
3：带宽的选择
3.1 什么叫做带宽
也就是示波器能够采集到的，不失真的波形的最大频率值。
示波器探头和示波器构成了低通滤波器，如下图，也就是说每一个示波器都有一个阈值参数（单位频率）。0-阈值参数（单位频率）内频率的波形都可以通过，然后被示波器采样。高于此频率的波形就无法通过。
假设，现在示波器的带宽为500MHz，当我们发生600Mhz的正弦信号时，实际采样的信号就会发送衰减。
这里需要注意：此处使我们是使用的正弦信号，来测试的，实际情况则更加复杂。
3.2 傅里叶变化
傅里叶变化：任何图像分解为一组正弦波的线性组合。 这些正弦波具有不同的频率和相位。反向理解“合适数量，具有不同频率和相位的正弦波，都可以的到我们需要的波形”
这是一个1Hz的正弦波
给它叠加一个3Hz的正弦波
再给它叠加一个5Hz的正弦波
叠加1000次后
变成了矩形波
3.3 示波器带宽的定义
3.1中讲过，衰减
当频率高到某一特定的值时，幅值将衰减为原来的0.707倍。这个特定的频率就是示波器的带宽。
例如，一个示波器的带宽为100Mhz。如果输入一个f = 100Mhz,幅值为1v的正弦信号，那么示波器显示出来的波形，就只有0.707v了。
3,4 带宽该如何选择
结合傅里叶变换的解释，假如我们在合成方波时，使用了将近一半高于500MHz的正弦波，而示波器本身带宽就只有500MH。那么此时高于500MHz的合成波形，将会失真。导致方波测量也会出现失真。
重点注意：示波器的带宽，是以正弦波为基础波形，进行测量和定义的，还是以上面例子为例
合成的方波，频率为10MHZ,绝对不能认为只用10MHZ带宽的示波器就够用了。
实际应用中，我们不可能对所有波形进行傅里叶变换，所以日常使用中，只需要采取以下“测量任何波形,只要以此波形频率为基础，查看示波器带宽是否是被测波形频率的5倍--10 倍即可”