存储示波器的存储深度和实时显示是一对需要平衡的关键参数，存储深度决定了能记录的波形数据量，实时显示则关乎对信号变化的及时观察。以下从二者概念、相互影响、平衡方法及具体场景应用等方面进行详细阐述：
存储深度与实时显示的概念
- 存储深度：指存储示波器一次能采集和存储的采样点数，通常以点数（pts）为单位。例如，存储深度为 1Mpts，意味着示波器可以存储 100 万个采样点的数据。存储深度越大，示波器能够记录的波形时间就越长，对于捕捉偶发事件和长时间信号变化非常有用。
- 实时显示：要求示波器能够快速地将采集到的波形数据显示在屏幕上，以便工程师能够及时观察到信号的变化情况。实时显示的性能通常用屏幕刷新率来衡量，刷新率越高，显示的波形就越流畅，对信号变化的响应就越及时。
存储深度与实时显示的相互影响
- 存储深度对实时显示的影响
- 增加数据处理负担：较大的存储深度意味着需要处理更多的采样点数据，这会增加示波器内部处理器的负担，导致数据处理时间延长，从而降低屏幕刷新率，影响实时显示效果。例如，当存储深度从 100kpts 增加到 1Mpts 时，处理器需要处理的数据量增加了 10 倍，可能会导致屏幕刷新率下降，波形显示出现卡顿现象。
- 降低波形更新速度：为了显示完整的波形，示波器需要将存储的所有采样点数据依次读取并显示在屏幕上。存储深度越大，读取和显示数据所需的时间就越长，波形的更新速度就会降低，使得工程师无法及时观察到信号的最新变化。
- 实时显示对存储深度的要求
- 需要合理的数据量：为了实现流畅的实时显示，示波器需要在保证一定刷新率的前提下，对采集到的数据进行适当的处理和显示。如果存储深度过小，可能会导致无法记录足够长的波形数据，从而错过一些重要的信号特征。例如，在测量一个周期较长的信号时，如果存储深度不足，可能只能记录到信号的一部分，无法完整地观察到信号的周期变化。
平衡存储深度与实时显示的方法
1. 根据测量需求选择合适的存储深度
- 短时间、高频率信号测量：对于测量一些持续时间短、频率高的信号，如高速数字信号、脉冲信号等，通常需要较高的采样率来捕捉信号的细节。在这种情况下，可以选择相对较小的存储深度，以保证较高的屏幕刷新率和实时显示效果。例如，在测量一个频率为 100MHz 的数字信号时，如果采样率设置为 1GS/s，选择 100kpts 的存储深度就可以记录 100μs 的波形数据，同时能够保证较高的屏幕刷新率。
- 长时间、低频率信号测量：对于测量一些持续时间较长、频率低的信号，如电源纹波、温度变化信号等，可以选择较大的存储深度，以记录足够长的波形数据，便于观察信号的长期变化趋势。例如，在测量一个电源的纹波信号时，如果需要观察几分钟甚至更长时间的纹波变化情况，可以选择 1Mpts 或更大的存储深度。
2. 优化数据处理算法
- 数据压缩：采用数据压缩算法可以减少需要处理和显示的数据量，从而提高屏幕刷新率和实时显示效果。例如，对于一些具有重复性的波形数据，可以采用无损压缩算法去除冗余信息，只存储和显示关键的变化部分。
- 分段存储与显示：将存储的波形数据分成多个段，只显示当前需要观察的段，这样可以减少每次需要处理和显示的数据量。例如，在测量一个长时间的信号时，可以将波形数据分成多个 100kpts 的段，通过滚动或切换的方式显示不同的段，既能够保证足够的存储深度，又能够实现流畅的实时显示。
3. 调整示波器设置
- 降低采样率：在满足测量要求的前提下，适当降低采样率可以减少需要处理的数据量，从而提高屏幕刷新率和实时显示效果。例如，如果信号的最高频率为 10MHz，根据奈奎斯特采样定理，采样率只需要设置为 20MS/s 即可，将采样率从 1GS/s 降低到 20MS/s 可以大大减少数据处理负担。
- 选择合适的触发模式：合理设置触发条件可以使示波器只采集和显示感兴趣的信号部分，减少无效数据的采集和处理。例如，使用边沿触发、脉宽触发等触发模式，可以准确地捕捉到信号的特定变化，提高实时显示的针对性。
不同场景下的平衡策略
1. 高速数字电路调试
- 特点：信号频率高、变化快，需要捕捉瞬态事件和信号细节。
- 平衡策略：选择较高的采样率（如 5GS/s 及以上）和相对较小的存储深度（如 100kpts - 500kpts），以保证能够快速捕捉到信号的瞬态变化，并实现流畅的实时显示。同时，利用示波器的高级触发功能，如序列触发、码型触发等，准确地捕捉到特定的信号序列。
2. 电源纹波测量
- 特点：信号频率低、变化缓慢，需要长时间记录波形数据以观察纹波的长期变化趋势。
- 平衡策略：选择较低的采样率（如 1MS/s - 10MS/s）和较大的存储深度（如 1Mpts - 10Mpts），以记录足够长时间的纹波数据。可以采用平均采样模式来减少噪声干扰，提高测量精度。在实时显示方面，可以通过设置合适的触发条件和显示参数，如选择合适的垂直档位和时间基准，使纹波波形能够清晰地显示在屏幕上。
3. 音频信号分析
- 特点：信号频率范围较宽，需要同时观察信号的时域和频域特征。
- 平衡策略：根据音频信号的具体频率范围选择合适的采样率（如 44.1kHz - 192kHz）和存储深度（如 500kpts - 1Mpts）。在实时显示方面，可以同时开启时域波形显示和频谱分析显示，通过切换或分屏的方式观察信号的不同特征。对于一些瞬态音频信号，可以使用示波器的存储回放功能，在采集完成后对波形数据进行详细分析。
