一、核心概念解析

1. 存儲深度（Memory Depth）
   • 定義：示波器一次采樣能存儲的樣本點(diǎn)總數(shù)，單位為點(diǎn)（pts）。
   • 作用：決定示波器在固定采樣率下能記錄的波形時(shí)間長度。
2. 水平分辨率
   • 定義：相鄰樣本點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，單位為秒（s）或時(shí)間單位（如 ns、μs）。
   • 作用：決定波形在時(shí)間軸上的精細(xì)程度。

二、存儲深度與水平分辨率的關(guān)系

• 直接關(guān)聯(lián)公式：

• 水平分辨率 = $\frac{\text{水平時(shí)間范圍}}{\text{屏幕水平格數(shù)}}$（通常屏幕水平格數(shù)為 10 格）。

• 核心邏輯：

  • 存儲深度固定：提高采樣率會縮短水平時(shí)間范圍，導(dǎo)致水平分辨率降低（記錄時(shí)間變短）。
  • 采樣率固定：增加存儲深度會延長水平時(shí)間范圍，同時(shí)保持水平分辨率不變（記錄時(shí)間更長）。

三、類比理解

1. 電影膠片類比：
   • 存儲深度：膠片長度（決定電影總時(shí)長）。
   • 采樣率：放映速度（決定每秒播放的幀數(shù)）。
   • 水平分辨率：單幀畫面的清晰度（與放映速度和膠片長度共同決定）。
   • 示例：
     • 膠片長度 100 米，放映速度 24 幀/秒 → 總時(shí)長 4.17 分鐘。
     • 若放映速度提高到 48 幀/秒 → 總時(shí)長縮短為 2.08 分鐘。
2. 地圖繪制類比：
   • 存儲深度：紙張大?。Q定地圖覆蓋范圍）。
   • 采樣率：測量精度（決定等高線密度）。
   • 水平分辨率：地圖的詳細(xì)程度（與紙張大小和測量精度共同決定）。
   • 示例：
     • 大紙張 + 低精度測量 → 地圖范圍大但細(xì)節(jié)少。
     • 小紙張 + 高精度測量 → 地圖范圍小但細(xì)節(jié)多。

四、示例對比

五、關(guān)鍵點(diǎn)總結(jié)

1. 存儲深度與水平時(shí)間范圍的關(guān)系：
   • 存儲深度越大，記錄時(shí)間越長（水平時(shí)間范圍越大）。
2. 存儲深度與水平分辨率的關(guān)系：
   • 在采樣率固定時(shí)：存儲深度增加不直接影響水平分辨率，但延長了記錄時(shí)間。
   • 在時(shí)間范圍固定時(shí)：存儲深度增加允許更高的采樣率，從而提高水平分辨率。
3. 實(shí)際限制：
   • 示波器的最大存儲深度是硬件限制，需根據(jù)需求選擇合適的設(shè)備。

六、直觀類比

• 電影拍攝：
  • 膠片長度（存儲深度）：決定電影總時(shí)長。
  • 快門速度（采樣率）：決定每秒拍攝的幀數(shù)。
  • 畫面清晰度（水平分辨率）：與膠片長度和快門速度共同決定。
• 音樂錄制：
  • 磁帶長度（存儲深度）：決定錄音總時(shí)長。
  • 采樣率：決定音頻的頻率范圍和細(xì)節(jié)。
  • 音質(zhì)（水平分辨率）：與磁帶長度和采樣率共同決定。

七、結(jié)論

• 存儲深度通過影響水平時(shí)間范圍間接影響水平分辨率：
  • 高存儲深度：允許更長的記錄時(shí)間，或在相同時(shí)間范圍內(nèi)使用更高的采樣率。
  • 低存儲深度：限制記錄時(shí)間，可能導(dǎo)致需要降低采樣率以覆蓋足夠的時(shí)間范圍。
• 實(shí)踐建議：
  1. 根據(jù)測試需求選擇存儲深度：
     • 高速信號分析：優(yōu)先保證采樣率，存儲深度適中。
     • 長時(shí)間記錄：優(yōu)先保證存儲深度，采樣率可適當(dāng)降低。
  2. 平衡采樣率與存儲深度：
     • 高采樣率 + 高存儲深度 = 高水平分辨率 + 長記錄時(shí)間（最佳配置）。
  3. 考慮示波器硬件限制：
     • 確保存儲深度與采樣率匹配，避免資源浪費(fèi)或性能瓶頸。

八、示例應(yīng)用

• 示例 1：測量 1 MHz 信號的電源紋波
  • 需求：記錄 1 ms 的波形，要求水平分辨率 ≤ 100 ns/格。
  • 計(jì)算：
    • 存儲深度 = $1\text{MSa/s}\times 1\text{ms}=1000\text{kpts}$
    • 水平分辨率 = $\frac{1\text{ms}}{10\text{格}}=100\text{ns/格}$
  • 配置：1 GSa/s 采樣率 + 1 Mpts 存儲深度。
• 示例 2：分析 10 GHz 信號的眼圖
  • 需求：捕捉信號的快速變化，要求采樣率 ≥ 50 GSa/s。
  • 計(jì)算：
    • 存儲深度 = $50\text{GSa/s}\times 1\mu \text{s}=50\text{kpts}$（記錄 1 μs）
  • 配置：50 GSa/s 采樣率 + 50 kpts 存儲深度（或更高存儲深度以延長記錄時(shí)間）。

通過理解存儲深度與水平分辨率的關(guān)系，可以更有效地利用數(shù)字存儲示波器，滿足從高頻信號分析到長時(shí)間記錄的多樣化需求。