根據Nyquist（奈奎斯特）采樣定理，能夠完成的重建波形采樣頻率至少應為信號最高頻率的2倍，而當示波器最大采樣率超過測量信號頻率2倍的時候，示波器一次“掃描”中采集遠遠足夠的樣點，構建準確的圖像，這就是數字示波器常用采集方法--實時采樣。實時采樣是使用示波器捕獲快速信號、單次信號、瞬態信號的唯一方式。

 

 

當采樣過程不滿足Nyquist（奈奎斯特）采樣定理，就可以考慮使用另一種采集方法--等效采樣。等效采樣的基本原理是把高頻、快速信號變成低頻、mansuzhongfuxinhaojinxingcaiji。weiledadaodisucaiyanghaiyuangaopinxinhaodemude
，yaoqiubeicexinhaoyidingshizhouqibianhuade
，ruguojiangmeigecaiyangdiananpaizaibutongxinhaozhouqinei
，quziboxingbutongdeweizhishang
，erbushizaitongyigezhouqidehua，jiukeyidadajiangdicaiyangpinlv。zuihoutongguoshuxuefangfazaijiangduogezhouqineidecaiyangdianhaiyuandaoyigezhouqinei，zhonggoubeicexinhao。

 

 

這zhe樣yang等deng效xiao采cai樣yang可ke以yi使shi用yong低di於yu原yuan始shi信xin號hao兩liang倍bei頻pin率lv的de采cai樣yang頻pin率lv不bu失shi真zhen的de采cai樣yang並bing還hai原yuan原yuan始shi信xin號hao，適shi合he於yu對dui高gao頻pin周zhou期qi信xin號hao的de采cai樣yang和he分fen析xi。如ru在zai測ce量liang高gao頻pin信xin號hao時shi，采cai樣yang率lv不bu夠gou時shi則ze不bu能neng在zai一yi次ci掃sao描miao中zhong搜sou集ji足zu夠gou的de樣yang點dian。可ke以yi使shi用yong等deng效xiao時shi間jian采cai樣yang，準zhun確que地di采cai集ji頻pin率lv超chao過guo采cai集ji率lv/2.5的de信xin號hao。等deng效xiao時shi間jian采cai樣yang通tong過guo從cong每mei次ci重zhong複fu中zhong捕bu獲huo少shao量liang信xin息xi
，構gou建jian重zhong複fu信xin號hao的de圖tu像xiang，波bo形xing緩huan慢man構gou建jian，象xiang一yi串chuan燈deng一yi樣yang，一yi個ge接jie一yi個ge地di亮liang起qi。示shi波bo器qi可ke以yi準zhun確que地di捕bu獲huo頻pin率lv成cheng分fen遠yuan遠yuan高gao於yu示shi波bo器qi采cai樣yang率lv的de信xin號hao。

 

等效采樣有可以分為順序等效采樣和隨機等效采樣。順序等效采樣是在間隔K個周期捕獲一個樣值，每經過k個周期再經過一個微小的延時△t就獲得一個樣值。假設k＝１時，每周期采樣N個點的等效采樣和重構過程。最後將采集的數據拚湊到一個周期內，實現對原始輸入信號波形的重構。重構後的采樣頻率變為微小延時△t的倒數。通過控製這個△t的大小，就可以控製等效采樣的頻率。實際采樣頻率可以通過控製K的大小進行調節。K越大
，實際采樣頻率越小
；而△t越小，等效采樣頻率越高。這樣就實現了低速采樣高頻信號的目的。

 

圖1.順序等效采樣

 

suijidengxiaocaiyangcaiyongneibudeshizhong
，tayushuruxinhaohexinhaochufadeshizhongbutongbu
，yangzhilianxubuduandehuode，erqieduliyuchufaweizhi。tongguojilucaiyangshujuyuchufaweizhideshijianchalaiquedingcaiyangdianzaixinhaozhongdeweizhilaizhongjianboxing。zhejiuchanshenglezhunqueceliangyucaiyangchufadianxiangguandeweizhidewenti。jinguancaiyangzaishijianshangshilianxude，danshixiangduiyuchufaqizeshisuijide
，youcichanshengle“ 隨機”等效時間采樣的說法。

 

heshiboqibutongdeshi，leisigonglvfenxiyizhezhongfenxiwentaixinhaodeyiqi，zekeyishiyongdengxiaocaiyangdegainianjinxingcaiyangyunsuan。yaoqiubeicexinhaobixushiwendingdezhouqixinhao，fouzeceliangjieguohuiyouxiangduijiaodadewucha。suoyigonglvfenxiyishiwentaiceliangyiqi，shuntaifenxinenglijiaoruo。

 

儀(yi)器(qi)使(shi)用(yong)固(gu)定(ding)采(cai)樣(yang)率(lv)進(jin)行(xing)采(cai)樣(yang)，都(dou)可(ke)能(neng)會(hui)出(chu)現(xian)采(cai)樣(yang)點(dian)固(gu)定(ding)出(chu)現(xian)在(zai)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)固(gu)定(ding)位(wei)置(zhi)上(shang)的(de)情(qing)況(kuang)，所(suo)以(yi)考(kao)慮(lv)引(yin)入(ru)隨(sui)機(ji)采(cai)樣(yang)
，即(ji)動(dong)態(tai)修(xiu)改(gai)采(cai)樣(yang)率(lv)
，這(zhe)樣(yang)方(fang)法(fa)就(jiu)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)和(he)采(cai)樣(yang)率(lv)之(zhi)間(jian)不(bu)存(cun)在(zai)整(zheng)數(shu)倍(bei)的(de)關(guan)係(xi)
，可(ke)以(yi)很(hen)好(hao)的(de)避(bi)免(mian)采(cai)樣(yang)點(dian)出(chu)現(xian)在(zai)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)固(gu)定(ding)位(wei)置(zhi)上(shang)導(dao)致(zhi)無(wu)法(fa)準(zhun)確(que)測(ce)量(liang)的(de)結(jie)果(guo)。

 

當儀器的采樣率低於輸入信號頻率

，包含在信號中的高頻成分將丟失。這時，根據Nyquist 的采樣定理，將出現儀器信號中的高頻成分被誤處理成低頻數據的現象
，此現象稱為混淆現象。隨機采樣就是為了解決混疊現象問題。

 

實現原理：通過提高采樣率
，然後隨機抽取的方式進行抽點
，最終變成等同儀器的采樣率。這樣相當於進行移動采樣。

 

圖2.頻率混疊現象

 

dangbeicexinhaopinlvhecaiyanglvzhijianshizhengshubeiguanxideqingkuangxia，zeduiyuzhenggegengxinzhouqinei，caiyanglvdoushigudingchuxianzaibeicexinhaodegudingweizhishang，caiyanghuoqubeicexinhaodexinxiliangshihenyouxiandeyibufen

，wufahuoqubeicexinhaodequanbuxinxi
，jieguojiuhuichuxianceliangbuzhunquehetiaodongdexianxiang。dangcaiyanglvhebeicexinhaozhijianwuzhengshubeiguanxishi，caiyangdianhuianzhaomeigezhouqideshijianleijidenggailvdechuxianzaibeicexinhaodequanbuboxingshang，zekeyihuoqubeicexinhaodequanbuyouxiaoxinxi，congerjisuandechubeicexinhaodezhunquedeceliangjieguo。

 

舉個例子，當輸入信號頻率高於100kHz時
，5微秒（200kHz）一個采樣點不足以描繪一個輸入信號周期
，然而多個周期采樣點形成的包絡與輸入信號幅度一致，頻率降低，PA測量到的有效值與實際有效值是一致的，因此可以測量高於fs/2的信號。這個混疊的過程可以簡單理解為“變頻”。然而需要避免信號頻率為fs/2整數倍的情況
，fin= n * （fin/2），n=1，2
，3…。在200kHz下這些頻率有100kHz、200kHz
、300kHz …，在這些頻率附近
，需要使用隨機采樣抽取方式。

 

另ling外wai


，功gong率lv分fen析xi儀yi由you於yu顯xian示shi屏ping像xiang素su遠yuan小xiao於yu一yi個ge更geng新xin周zhou期qi的de采cai樣yang點dian數shu，無wu法fa完wan整zheng體ti現xian細xi節jie。功gong率lv分fen析xi儀yi在zai顯xian示shi波bo形xing時shi，就jiu提ti供gong兩liang種zhong抽chou取qu方fang式shi：等間隔抽取、峰值抽取；等間隔抽取是采樣點 2M

，顯示點數 2k
，實際顯示的就是 1k 個點抽取一個

，即顯示第一個點，第 1001 個點
、2001 個點等。

 

峰值抽取是采樣點有 2M，顯示點數 2k，實際顯示是 2k 個點抽取兩個，0~2000 點之間找最大和最小值，然後是 2001~4000 之間找最大和最小值
，以此類推
，重新構建波形。如下圖：

 

圖3.功率分析儀兩種抽取方法

 

綜上所述，可以看出了測量信號瞬態的示波器，在波形重構方麵更傾向於描繪更“密”的點，顯示更強的瞬態能力；和(he)示(shi)波(bo)器(qi)相(xiang)反(fan)，作(zuo)為(wei)穩(wen)態(tai)測(ce)量(liang)的(de)功(gong)率(lv)分(fen)析(xi)儀(yi)沒(mei)有(you)死(si)區(qu)
，主(zhu)要(yao)側(ce)重(zhong)有(you)效(xiao)值(zhi)測(ce)量(liang)
，波(bo)形(xing)抽(chou)取(qu)重(zhong)點(dian)是(shi)描(miao)繪(hui)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)特(te)征(zheng)和(he)幅(fu)值(zhi)情(qing)況(kuang)，這(zhe)樣(yang)的(de)方(fang)法(fa)比(bi)較(jiao)適(shi)合(he)穩(wen)態(tai)的(de)應(ying)用(yong)。