USB示波器和臺(tái)式示波器到底有什么區(qū)別？

一、什么是USB示波器？

　　典型的示波器一般是臺(tái)式的，將波形采集、波形存儲(chǔ)運(yùn)輸、顯示控制集成到一起，可以獨(dú)立的工作，完成波形采集、測(cè)量、分析、存儲(chǔ)等。一般中低端臺(tái)式示波器采用嵌入式控制器及嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行波形數(shù)據(jù)處理與顯示，中高端示波器一般選用X86硬件系統(tǒng)與Windows操作系統(tǒng)再配合專(zhuān)用的數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行波形處理分析測(cè)量。

　　USB示波器一般不能獨(dú)立使用，本體只是通過(guò)模擬前端及觸發(fā)系統(tǒng)、高速緩存及專(zhuān)用處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，然后通過(guò)通用的USB接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄓ肞C的上位機(jī)軟件，通過(guò)上位機(jī)軟件進(jìn)行示波器控制與波形顯示，借助通用PC的處理能力對(duì)波形做進(jìn)一步的處理分析及存儲(chǔ)等。

　　由于把顯示、控制及數(shù)據(jù)處理的工作交給了PC來(lái)處理，示波器本身就可以做到非常小巧，并且功耗也可以大大降低，進(jìn)而就是成本的降低及故障率的降低。如下為英國(guó)比克Pico的USB示波器的使用示意圖。

二、USB與臺(tái)式示波器的硬件指標(biāo)有哪些差異？

　　一般認(rèn)為USB示波器比臺(tái)式示波器性能弱，爭(zhēng)議點(diǎn)在數(shù)據(jù)處理能力弱、實(shí)時(shí)顯示能力差、波形刷新率低等，主要依據(jù)是臺(tái)式示波器可以本地通過(guò)高速總線實(shí)時(shí)的把數(shù)據(jù)傳輸本機(jī)處理器進(jìn)行處理和顯示，而USB示波器通過(guò)USB線傳輸數(shù)據(jù)，傳輸速率低。

　　選取市面主流的包括進(jìn)口與國(guó)產(chǎn)的4個(gè)品牌同檔次產(chǎn)品做對(duì)比如下：

　　不難看出，同檔次進(jìn)口品牌在波形刷新率指標(biāo)方面偏弱，但是USB示波器相比臺(tái)式示波器波形刷新率無(wú)特別明顯的差異。

　　示波器的波形刷新率是指每秒可以處理顯示的波形數(shù)量，一般示波器標(biāo)的都是最大波形刷新率，其實(shí)很多測(cè)試場(chǎng)景中根本達(dá)不到。我們希望示波器可以把波形采集并顯示出來(lái)，認(rèn)為高的波形刷新率可以幫助我們更好少的減少死區(qū)時(shí)間，增加捕獲到異常波形的概率。

　　但有一個(gè)我們不能忽視的問(wèn)題是人眼能分辨出的幀數(shù)是有限的，一般也就幾十幀，動(dòng)輒幾千幾萬(wàn)幾十萬(wàn)的波形刷新率我們?nèi)搜鄹痉直娌怀鰜?lái)，更有效的方法是通過(guò)余暉功能或者模板觸發(fā)等高級(jí)功能捕獲異常信號(hào)。

　　那我們一直懷疑的USB傳輸數(shù)據(jù)怎么實(shí)現(xiàn)高的波形刷新率問(wèn)題呢，其實(shí)有更高的硬件處理器和算法幫助我們實(shí)現(xiàn)，通過(guò)USB示波器的本地專(zhuān)用處理器將一些異常的波形傳輸給PC用于顯示，不一定每次都要把采集的海量數(shù)據(jù)處理給到屏幕顯示，然后當(dāng)調(diào)整幅度與時(shí)基時(shí)再把異常處的更多數(shù)據(jù)傳輸給PC進(jìn)行顯示，就可以看清波形細(xì)節(jié)，所以示波器大容量的高速緩存及本地的處理器及算法就更為重要了，傳輸總線并非關(guān)鍵瓶頸了，這點(diǎn)上臺(tái)式示波器和USB示波器基本是處理上都是類(lèi)似的。

三、USB示波器與臺(tái)式示波器對(duì)比有哪些優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)？

　　對(duì)于兩者的優(yōu)劣勢(shì)我同樣做了一張表，來(lái)更直觀的展現(xiàn)，其實(shí)很多時(shí)候選擇適合的就是最好的。

四、市面上主流的USB示波器有哪些品牌可以選擇？

　　目前USB示波器還屬于偏小眾市場(chǎng)，市場(chǎng)占有率及保有量都比較低，并且國(guó)產(chǎn)無(wú)主流品牌投入，且USB示波器主要集中在1GHz以下帶寬的中低端中，我根據(jù)市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)列舉了一些當(dāng)前市場(chǎng)上可以買(mǎi)到的USB示波器供大家參考。

五、什么應(yīng)用場(chǎng)景下更適合選擇USB示波器？

　　如果你是一個(gè)電子愛(ài)好者，又預(yù)算有限的情況下USB示波器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

　　如果你是一個(gè)電子產(chǎn)品維修工程師，不需要特別高性能，又不想投入太多資金，那就選擇USB示波器。

　　如果你是一名現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工程師或者售后服務(wù)工程師，現(xiàn)場(chǎng)需要抓取波形進(jìn)行分析，每次出差要拎一臺(tái)十幾斤重的臺(tái)式示波器，并且測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)還常常沒(méi)有市電可以選擇，那么選擇一臺(tái)趁手的USB示波器，出差幸福指數(shù)將立馬提升。

　　當(dāng)然如果你做二次開(kāi)發(fā)波形采集、做系統(tǒng)集成空間有限或者功耗有要求、成本有要求。那么也最好選擇一臺(tái)USB示波器。

六、總結(jié)

　　示波器是電子工程師的工具，是電子工程師的眼睛，選擇一臺(tái)趁手的示波器工作也將事半功倍，USB示波器以其小巧的體積、功能更加開(kāi)放的上位機(jī)軟件，并且對(duì)于波形與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)更加友好的體驗(yàn)，逐步替換了很多實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式示波器的應(yīng)用，但是中低帶寬，國(guó)產(chǎn)品牌產(chǎn)品力不足是急需改善。最近近兩年國(guó)產(chǎn)品牌鼎陽(yáng)與普源雖未投入U(xiǎn)SB示波器，但都發(fā)布了沒(méi)有屏幕及控制面板的緊湊型示波器，也俘獲了不少工程師的心，最后以鼎陽(yáng)最新發(fā)布的8通道SDL6000L系列的官方圖片作為結(jié)尾，希望通過(guò)本文給正在選擇示波器的工程師更多一種選擇。