示波器的性能指标主要有带宽、采样率和存储深度，带宽为最核心指标

示波器的性能指标主要有带宽、采样率和存储深度。带宽决定示波器对信号测量的基本能力；采样率决定着示波器捕获波形的精确度，前端 ADC 性能决定了采样效率的大小，所以可以通过提高单片ADC 性能进而提高示波器的采样效率；存储深度决定了示波器所捕捉信号的持续期，通常用每通道存储的点数来衡量。

带宽： 示波器最核心的指标。（1）从定义来看，在示波器输入端通入正弦波，当其幅度衰减至-3dB(70.7%)时的频率点就是该示波器的带宽；（2）从技术演进来看，带宽直接决定了示波器能够测量信号的频率范围，示波器前端通道的放大器是影响带宽乃至垂直系统性能的核心元器件。随着半导体技术的发展，示波器前端通道开始采用锗硅和磷化铟集成化电路制程，进而获得更低的本地噪声和更宽的带宽，各家厂商为了获得带宽更高的示波器产品，纷纷进行了技术研发，2012 至 2017 年，是德科技率先采用 RealEdge 技术将示波器带宽提升到63GHz，随后泰克和力科分别采用 ATI（异步时序交织）和 DBI（数字宽带交织）技术成功将示波器的带宽提升至70GHz 和 100GHz，上述三种技术的基本原理均是通过混频器或取样器将高频段的频谱搬移到低频段，然后传输到后端的 ADC 进行数字化，再在 DSP 中进行数字信号的处理进而实现信号的还原。2018 年，是德科技采用磷化铟集成电路工艺，将前置放大器、触发和采样器集成开发，研制出了 110GHz 带宽的高性能示波器模拟前端模块；（3）从示波器的选用来看，主要遵循“五倍法则”，即示波器的带宽应大于等于 5 倍的信号最高频率，遵循该原则选择的示波器，一般可以在测量中提供小于±2%的误差。

幅度衰减至-3dB 时的频率点即为该示波器的带宽

资料来源：《电子报》

Keysight基于磷化铟的110GHz模拟前端模块

资料来源：cnki

带宽不足会对信号的捕获产生影响，主要表现为以下三个方面：（1）被测信号的上升沿变缓；（2）信号的高频分量减少，会造成方波信号的严重失真，会使原来规则的波形成圆弧状接近正弦波，因为方波是由基波以及 3、5、7……次谐波分量递加而成，例如 20M 的方波包含 20M 基波、60M 三次谐波、100M 五次谐波……，如果要对波形进行精确测量，应使示波器的带宽大于波形的主要谐波分量（这里为 60M）；（3）信号的相位出现失真。

低带宽示波器显示方波失真

资料来源：电子报

采样率： 示波器的第二核心指标。（1）从定义来看，采样率亦称采样速度或采样频率，定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的个数，直接决定了示波器模拟到数字转换的水平量化的精度和能力，一般来说，示波器的采样率越高，波形约接近真实波形；（2）从采样率和带宽的关系来看，根据奈奎斯特采样定律，为了在所需带宽内复现所有信号内容的准确表示，采样率必须超过带宽的两倍；（3）从技术演进来看，随着带宽的提升，对采样率不断提出更高的要求，而前端 ADC 的性能决定了采样率的大小，目前主要的技术有时间交织采样技术（TIS）、数字带宽交织技术（DBI）和异步时序交织技术（ATI）。

采样率过低会造成波形重构不准确

资料来源：CSDN

采样率过低时会出现混叠现象

资料来源：CSDN

时间交织采样技术（TIS ）：是德科技高端示波器中采用 ，采样率达 256GSa/s。该技术的核心在于一个具有 24层的采集板，该采集板由四个 64 GSa/s 采样率的 ADC 阵列，四个100 万门的存储控制器、两个信号处理可编程逻辑阵列（FPGA）、大容量的超高速存储器、用户可选的硬件带宽限制滤波器等组成，并支持幅度和相位的平坦的频率响应校正。

是德的 TIS 技术实现 256GSa/s 采样率

资料来源：cnki

数字带宽交织技术（DBI）：力科高端示波器中采用，采样率达240GSa/s。数字带宽交织技术又称下变频混频技术，其采用一组ADC 阵列采集示波器通道的上半部分，使用另一组ADC阵列采集器采集示波器通道的下半部分，然后在DSP将两部分拼接进而重建波形，简单来说，将高频段的频谱搬移到低频段，从而满足后端 ADC 采样率的需求。

力科的 DBI 技术实现 240GSa/s 采样率

资料来源：cnki

异步时序交织技术（ATI ）：泰克高端示波器中采用，采样率达200GSa/s 。异步时序交织技术又称下变频取样技术，其采用一组ADC 阵列采集示波器通道的上半部分，使用另一组 ADC阵列采集示波器通道的下半部分，然后在 DSP 将两部分拼接进而重建波形，简单来说，其将高频段和低频段的频谱同时搬移，从而满足后端 ADC 采样率的要求。由于异步时序交织技术的上下两条路径是完全对称的结构，采集通道两侧之间的传播延时或相移没有明显的差异，噪声的功率频谱密度均匀地分布到总采样率中。

泰克的 ATI 技术实现 200GSa/s 采样率

资料来源：cnki

存储深度：示波器的第三核心指标。（1）从定义来看，存储深度表示可以保存的采样点的个数，例如“一千万个采样点”可以表示为10Mpts；（2）从技术来看，其表现在物理介质上其实是某种存储器的容量，可以将其简单理解为一个环形存储器，即示波器不断采样得到新的采样点会填充进来，老的采样点会自动地溢出；（3）一个重要公式：存储深度=采样率*采样时间，即当测量时间较长的信号时，由于存储深度不变，只能降低采样率，但会因此降低波形质量。