如何挑選示波器

選擇示波器時要注意什麼

如何挑選示波器
圖:示波器畫面示意(PicoScope 範例)

示波器介紹|如何選擇最適合您需求的示波器?

對許多工程師而言,挑選新示波器是一件不容易的事。市面型號眾多、規格差異大、價格區間廣。本指南以實務選型順序帶你快速抓到重點,避免花冤枉錢。

首要考慮的事情

第一步不是看規格表,而是先釐清使用情境測試需求

  • 在哪裡使用?(工作台、客戶現場、汽車引擎蓋下…)
  • 同時需要幾個通道?
  • 信號的最大/最小振幅
  • 需要量到的最高頻率
  • 信號是重複或單次事件?需不需要單次擷取?
  • 需要同時看時域頻域(FFT)嗎?

Analog vs Digital|類比與數位

本指南聚焦於數位儲存示波器(DSO),因為它已是現今主流。類比示波器雖有其操作手感與回憶,但在擷取能力、單次觸發、儲存與分析等面向皆已由 DSO 全面超越。

  • 小巧便攜、單次觸發、彩色顯示、內建量測、易上手、可儲存/列印

具有 PC 連接的 DSO 可整合 ATE,自動化匯出與分析也更方便。

Bandwidth|頻寬

頻寬是首要關鍵。一般建議示波器頻寬 ≥ 被測最高頻率 × 5,以保留方波/脈衝的高頻諧波成分,降低過衝/振鈴與波形失真。留意不同量測檔位是否皆提供標示頻寬。

Sample Rate|取樣率

取樣率與波形重建精度密切相關。示波器要「看清楚」波形,通常需要每週期約 5 點以上。留意規格標示的最高取樣率是否僅適用於重複信號(ETS)或單通道;多通道同開時,取樣率常會折半。

採集速率為50 MS/s的20 MHz方波
圖1a:50 MS/s 擷取 20 MHz 方波(波形鋸齒/失真明顯)。
示波器以5 GS/s捕獲的20 MHz方波
圖1b:5 GS/s 擷取 20 MHz 方波(波形重建良好)。

Memory Depth|記憶體深度

記憶體深度決定在特定取樣率下可連續擷取多久。若記憶體過小,拉長時基或放大觀察細節時就會「點數不夠」,放大後只剩少量樣本撐滿整個畫面,細節缺失。

1K 緩衝擷取 200μs 視訊波形
圖2a:1K 緩衝擷取 200 μs 視訊波形。
放大顯示色同步信號時小記憶體限制
圖2b:放大至色同步區時,樣本明顯不足。
128 kB 緩衝擷取同一段波形
圖2c:128 kB 緩衝,放大後仍保有充足細節。

實務案例:擷取 USB 1.1 單幀

  • 頻寬:至少 50 MHz 以上較保險(12 MHz 方波含諧波)。
  • 取樣率:≈ 60 MS/s(每週期約 5 點)。
  • 記憶體:60,000 點(60 MS/s × 1 ms)。

Resolution & Accuracy|解析度與準確度

多數一般 DSO 為 8 位元(256 階),類比小訊號或頻譜分析時可能不夠細緻。若常量測感測器/音訊/低噪訊號,建議考慮 12–16 位元高解析度機種,可大幅降低量測雜訊、提升 DC 準確度。

Trigger|觸發功能

基本觸發(源、電平、斜率、前後觸發)之外,針對數位脈衝/寬度/逾時/串列匯流排的進階觸發能有效抓異常事件。若需長時間監看,建議搭配自動儲存到儲存裝置的功能。

Input Ranges & Probes|輸入範圍與探棒

一般滿量程 ±50 mV ~ ±50 V。小訊號(<50 mV)建議高解析度示波器。高速(>200 MHz)建議主動 FET 探棒;高壓/三相建議差動隔離探棒。記得優先使用 10:1 以降低負載並提高保護。

Form Factor|台式、手持、PC 型

  • 台式:最高性能,但選配常加價。
  • 手持:外出便利;留意戶外可視性與電池壽命。
  • PC 型:性價比高、易整合,自動化輸出友善;USB 外接型同時兼顧降噪與可攜。

總結|實戰選購清單

  • 優先順序:頻寬取樣率(含單次/重複)→ 記憶體深度
  • 多通道同開時的「實際取樣率」與「可用頻寬」。
  • 進階觸發/串列解碼與是否需加購授權。
  • 探棒是否隨附足夠頻寬與數量。
  • 保固與備機服務、軟體更新是否終生免費。

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