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BK2560B數字存儲混合信號示波器采用10位垂直分辨率ADC的詳細資料

BK2560B數字存儲混合信號示波器采用10位垂直分辨率ADC，在現代電子測試領域，混合信號示波器（MSO）因能同步捕獲模擬與數字信號，成為複雜統調試的核心工具。BK2560B數字存儲混合信號示波器憑借4路模擬通道+16路數字通道的混合配置、100MHz-350MHz帶寬覆蓋及200Mpts超大存儲深度，可精準應對汽車電子、工業控製、物聯網等場景的多信號測試需求。該儀器還集成50MHz內置波形發生器、功率分析工具與博德圖功能，無需額外搭建測試係統即可完成“激勵-采集-分析”全流程。本文將從核心性能、功能優勢、測試原理三方麵展開，全麵解讀BK2560B數字存儲混合信號示波器的技術價值，為用戶提供精準應用參考。

BK2560B數字存儲混合信號示波器包含6個機型，分為DSO（2565B/2567B/2569B）與MSO（2565B-MSO/2567B-MSO/2569B-MSO）兩類，核心差異在於MSO機型標配16路數字通道（D0-D15），DSO機型可通過選購許可證升級。帶寬覆蓋100MHz（2565B係列）、200MHz（2567B係列）、350MHz（2569B係列），所有機型均配備4路高保真模擬通道，采樣率達2GSa/s（交錯模式）與1GSa/s（非交錯模式）——例如350MHz帶寬的2569B-MSO機型，2GSa/s采樣率可在1ns時間間隔內采集2個數據點，精準還原350MHz正弦波（周期約2.86ns）的幅度變化與相位特征，避免高頻信號失真。存儲深度方麵，儀器支持200Mpts/通道（交錯模式）、100Mpts/通道（非交錯模式），可長時間捕獲連續信號，如記錄1秒內的CAN總線數據（每秒傳輸1000幀數據，200Mpts存儲深度可完整保存所有幀時序與信號細節）。

混合信號捕獲能力是BK2560B數字存儲混合信號示波器的核心競爭力。16路數字通道采樣率達500MSa/s，存儲深度50Mpts/通道，支持TTL、CMOS、LVCMOS3.3等多種邏輯電平標準，可與模擬通道同步采集——例如測試嵌入式係統時，4路模擬通道捕獲傳感器模擬輸出（如溫度、壓力信號），16路數字通道采集MCU的GPIO控製信號與串行總線（SPI/I2C）數據，兩者時間軸同步誤差小於100ps，用戶可直觀觀察“模擬信號變化與數字控製指令的關聯性”，快速定位“控製指令延遲導致的傳感器數據異常”等問題。數字通道還支持3.3ns最小脈衝檢測，可捕獲數字電路中的瞬態毛刺（如SPI總線的誤碼信號），配合模擬通道的峰值檢測模式（1ns毛刺捕獲），實現混合信號場景下的瞬態異常全覆蓋。此外，儀器支持模擬與數字通道的關聯觸發，如“當模擬通道CH1電壓超過5V時，觸發數字通道D0-D3的數據采集”，精準聯動捕獲跨類型信號。

功能配置上，BK2560B數字存儲混合信號示波器集成多項專項測試工具，覆蓋多領域需求。內置50MHz DDS波形發生器（所有機型標配），可輸出正弦波、方波、脈衝波、噪聲及任意波形，振幅範圍±3V（高阻負載），支持AM/FM/PM/PWM等調製功能——例如測試放大器電路時，波形發生器輸出1kHz正弦波作為輸入激勵，示波器同步捕獲輸出端信號，直接分析放大器的增益（Vout/Vin）與諧波失真（THD），無需額外配置函數發生器。功率分析工具可評估電源設備的11項核心參數，包括功率質量、浪湧電流、開關損耗、輸出紋波等，適用於開關電源、電機驅動等電力電子測試；例如測試開關電源的開關損耗時，儀器同步采集MOSFET的電壓（Vds）與電流（Id）信號，通過積分計算開關過程中的能量損耗（E=∫U×I dt），精度達±3%（典型值）。博德圖功能則通過內置波形發生器與示波器協同，自動掃描10Hz-120MHz頻率範圍，繪製幅度-頻率、相位-頻率曲線，快速分析濾波器、放大器的頻率響應特性，無需手動調整激勵頻率。

操作與顯示設計上，BK2560B數字存儲混合信號示波器以“高效交互”為核心。10.1英寸電容式觸控屏（分辨率1024×600）支持手勢操作（如雙指縮放波形、單指平移時間軸），用戶可直接觸摸屏幕調整波形位置、放大特定區域（如將1μs時間段放大至全屏查看上升沿細節），操作流暢度媲美智能設備；屏幕支持多窗口顯示，可同時呈現模擬波形、數字時序圖、FFT頻譜與解碼表格，無需頻繁切換界麵。前麵板配備實體快捷鍵（如“觸發設置”“解碼功能”“功率分析”），配合旋轉旋鈕與數字鍵盤，支持參數快速輸入（如直接輸入時基10ns/格）與精細微調（如將觸發電平調整至0.5V），兼顧觸控便捷性與專業操作精度。接口方麵，儀器標配LAN、USBTMC兼容USB設備端口及雙USB主機端口，LAN接口支持遠程控製與固件升級，USB主機端口可連接U盤保存波形數據（.csv/.txt格式）與屏幕截圖（.bmp格式），適配自動化測試與數據離線分析需求。

測試原理

BK2560B數字存儲混合信號示波器的測試原理基於“模擬信號采集-數字信號捕獲-協同信號處理-顯示分析”的核心流程，分為模擬前端、數字采集單元、信號處理模塊、顯示控製四大關鍵環節。

模擬前端負責處理4路模擬輸入信號，是保障模擬信號保真度的核心。首先通過可編程衰減器/放大器將輸入信號幅度調整至ADC（模數轉換器）的適配範圍（±5V）——若輸入信號為高幅度（如220V交流），衰減器按100:1比例縮小；若為微弱信號（如10mV傳感器輸出），放大器則將信號放大500倍，確保信號在ADC的最佳采樣區間內，避免過載或量化誤差。同時，模擬前端配備AC/DC/GND耦合開關與帶寬限製濾波器（20MHz/200MHz/全帶寬）：AC耦合通過隔直電容阻斷直流分量，僅保留交流信號（適用於觀測交流波動，如音頻信號）；DC耦合保留直流與交流分量（適用於測量含直流偏置的信號，如運算放大器輸出的5V直流+1V交流信號）；帶寬限製濾波器可濾除高頻噪聲，如測試音頻信號時啟用20MHz濾波，排除射頻幹擾。此外，模擬前端采用低噪聲運算放大器，輸入噪聲電壓密度小於3nV/√Hz（典型值），確保微弱信號采集時噪聲不會掩蓋有用信息。

數字采集單元包含模擬ADC與數字采樣電路，實現“模擬信號數字化+數字信號捕獲”的雙重功能。模擬通道采用10位垂直分辨率的高速ADC（部分模式下支持8位），在2GSa/s采樣率下每秒完成2×10^9次模數轉換，將模擬信號轉換為數字數據；10位分辨率可將信號幅度劃分為1024個等級，相比傳統8位示波器（256個等級），能更精準還原信號的細微幅度變化（如100mV級紋波）。數字通道則通過16路並行采樣電路，以500MSa/s采樣率捕獲數字電平（高/低），並將其轉換為二進製數據（0/1）；采樣電路內置邊緣檢測算法，可自動識別電平跳變（上升沿/下降沿），標記數字時序的關鍵節點。為實現模擬與數字信號的時間同步，單元內置10MHz高穩定度參考時鍾，確保模擬ADC與數字采樣電路的采樣時間間隔誤差小於100ps，避免跨通道信號的時序偏移——例如模擬通道捕獲100MHz正弦波，數字通道同步采集SPI時鍾信號，兩者時間軸偏差可忽略不計，精準分析“時鍾上升沿與模擬信號峰值的時序關係”。

信號處理模塊是實現複雜分析功能的核心，由高速DSP（數字信號處理器）與FPGA（現場可編程門陣列）協同工作。首先對采集的模擬與數字數據進行預處理：模擬數據通過Sin(x)/x插值算法補充采樣點細節，如將2GSa/s采樣的350MHz正弦波數據插值為4GSa/s等效采樣率，提升波形平滑度；數字數據則通過去抖算法過濾噪聲幹擾，確保電平識別的準確性（如排除1ns以下的虛假毛刺）。隨後，模塊執行多樣化分析任務：一是自動測量，計算電壓（Vpp、Vrms、Vmax等）、時間（頻率、周期、上升時間等）、相位（兩通道相位差）等50+項參數，測量精度達±1%（典型值）；二是FFT分析，將時域信號轉換為頻域頻譜，識別頻率成分與諧波分布，支持2kpts-2Mpts的FFT長度與多種窗口模式（矩形、漢寧、布萊克曼等）；三是串行總線解碼，解析I2C/SPI/UART/CAN/LIN等協議數據，提取數據幀與錯誤信息（如CAN總線的CRC錯誤），並以表格形式呈現；四是功率分析，通過同步采集的電壓與電流信號計算功率參數（如有功功率、功率因數），評估電源設備性能。此外，模塊支持模擬與數字信號的關聯分析，如“當數字通道D0出現上升沿時，觸發模擬通道CH1的波形存儲”，實現跨類型信號的聯動分析。

顯示控製環節將處理後的信號數據轉換為可視化波形，是用戶交互的核心。根據用戶設置的垂直靈敏度（如100mV/格）、水平時基（如1ns/格），將模擬數據映射到屏幕的垂直幅度軸與水平時間軸，形成連續波形；數字數據則以時序圖形式呈現，高電平顯示為高電平線，低電平顯示為低電平線，跳變沿標注時間點。同時，顯示模塊疊加測量結果（如Vpp=2V、頻率=10MHz）、解碼表格、觸發條件等信息，用戶可直觀讀取關鍵參數；支持波形凍結、局部放大與曆史幀回放（最多90000幀），便於仔細觀察瞬態信號（如10ns毛刺）與分析信號時序變化趨勢。例如捕獲到電源電壓跌落異常時，用戶可凍結波形，放大跌落區間查看細節，並通過曆史回放功能回溯異常發生前的信號變化，還原故障產生過程。

BK2560B數字存儲混合信號示波器憑借混合信號捕獲能力、豐富的專項分析工具與便捷的操作設計，成為複雜電子係統測試的高效解決方案。其100MHz-350MHz帶寬與2GSa/s采樣率適配從低頻到高頻的信號測試，16路數字通道與內置波形發生器簡化測試係統搭建，功率分析、博德圖等工具則覆蓋電力電子、射頻等專項測試需求，無論是汽車電子的CAN總線調試、工業控製的傳感器信號分析，還是新能源設備的功率參數測量，均能提供可靠支撐。

BK2560B數字存儲混合信號示波器

隨著電子係統向多信號融合、高頻化、高功率密度發展，對混合信號示波器的性能要求將持續提升。BK2560B數字存儲混合信號示波器通過可升級固件設計，可新增CAN FD、FlexRay、MIL-STD-1553B等協議解碼功能，拓展存儲深度至400Mpts/通道，適配未來更複雜的測試場景。對於追求“一機多能”“精準高效”的用戶而言，該儀器無疑是兼顧性能與實用性的優質選擇，將為電子測試工作的智能化、高效化提供有力保障，助力研發調試與生產測試效率提升。