这归结为带宽和延迟的问题。对于一个简单的系统，让我们假设一个探头具有 100 MHz 带宽、1GS/s 采样率和一个 10 位 A/D 转换器（我在 8 位示波器方面有过不好的经历）。
我想在 PC 上进行实时显示，最小采样窗口为 10ns - 100MHz 正弦波的 1 个周期，最大窗口为半秒（我会很慷慨）。换句话说，最低的时间设置为 1ns/div，最高为 0.05s/div。我还想要几种电压模式——比如说 100mV 到 20V 的范围。
这涉及什么样的数据速率？
1Gs/s * 10 比特/样本 = 10Gbits/s
这些不是USB速度。离得很远。而且我什至没有考虑开销。首先，您只是没有带宽。它也不仅仅是带宽。对于您的实时显示，您需要保持一致。您需要每 10 纳秒向应用层传输 100 位。USB 无法提供这种一致性。它的设计目的不是为了满足一种奢侈需求的设备——它被设计成一辆公共汽车。而且您无法控制何时拥有总线 - 设备只是奴隶。如果主机在您需要发送数据时让另一台设备通话，您的数据就会丢失。
你可能会大喊大叫——当一个人的“实时”频率为 60Hz 时，为什么要将实时数据传输到计算机？如果您需要做的只是更新显示，那么您当然不需要那么多数据。除非您这样做 - 您的展示是您收集的所有样本的某种线性组合。平均，最小均方近似，三次样条插值 - 没关系。要制作一个不仅仅是一堆点的漂亮漂亮的显示，您最需要所有这些数据，并且需要对其进行后期处理。有什么触发吗？计算必须在主机上完成——在应用层。无论您以何种方式对其进行切片，对于任何值得该死的精度的 1GS/s 速率的实时显示，您都必须传输比 USB 可以处理的数量级更多的数据，并且您必须比您更可靠地完成它。
有什么方法可以解决这个问题？不要做实时显示。一些 USB 示波器仅提供触发模式。触发在设备上进行处理，当找到触发时，将数据收集在缓冲区中。当缓冲区填满时，USB 示波器将其缓慢传输到应用程序，然后应用程序将其显示。这足以满足大量范围的使用，但它不是实时的。和转移 - 这也需要一段时间。这很不方便。而且通常司机很烂。你可以说我有过不好的经历。
我一直想知道为什么火线不用于示波器。它避免了 USB 的一些令人头疼的问题。它是点对点的，提供等时（一致定时）模式并且带宽相对较高。你也许可以用它制作一个 10MHz 左右的实时示波器。
要在编辑后解决您的问题：
示波器的可用性随着价格的提高而大大提高。当您从 200 美元的 USB 示波器跃升到 500 美元的独立示波器时，您会在特性和基本功能方面获得巨大的提升。 为什么只花 200 美元就可以得到一个真正的示波器呢？ 既然中国已经打开了廉价、有效的瞄准镜的闸门，没有什么理由要节省 300 美元，因为这只会让你以后感到沮丧。具有这些功能的“花式”示波器现在很便宜。
是的，使用 USB 将您的数据传输限制为仅提供大约 60Hz 的一致数据会更容易，但这仍然不是您想要做的事情。不要忘记您的 DSP 类 - 仅从流中获取某些数据相当于抽取。当您抽取时，您必须添加抗锯齿过滤器。当你这样做时，你会失去带宽。这会使您的示波器变得不那么有用 - 它会将您在实时显示上的带宽（并且仅适用于实时 - 触发模式可以）限制为远小于模拟前端的带宽。管理示波器的信号处理方面是一项棘手的工作。
清晰的响应式显示？电脑？不一贯。无论您如何执行此操作，您都需要缓冲数据。正如我之前所说，USB 不能保证您的数据何时通过。我会换一种说法：USB 不是为适应硬实时数据传输而设计的。 当然，对于大间隔的足够少量数据，您可能会获得一些良好的性能，但性能不一致。您将使用缓冲，有时您会错过及时传输缓冲区。然后你的显示会跳过，数据过时等等。清晰和响应迅速的实时显示需要硬实时数据链接，周期。
简单触发 - 再次，我们回到成本与复杂性与响应性。要在设备上触发以检测瞬变，您的设备不能只是通过 USB 不负责任地传输样本的哑数据管道。您必须在设备上缓冲、缓冲、缓冲样本直到你看到你的触发条件。这意味着您的设备需要内存和智能——无论是大型 FPGA 还是大型微控制器。这增加了尺寸和空间。如果您使用 FPGA，则必须平衡触发逻辑的数量和对大量 RAM 用于缓冲空间的需求。所以你的缓冲区比你想要的要小。这意味着您可以在触发点周围获得极少量的数据。除非您添加外部存储器，否则您可以做更多事情。但是，这会增加您设备的尺寸和成本——这肯定不仅仅是一个带有 USB 电缆的探头。
你很幸运能获得 100MHz 的带宽——通常 10 倍的采样率被认为是带宽的最小截止值。因此，如果您有 1GS/s 的采样率，则几乎无法获得 100MHz 的带宽。你不能得到更多 - 200MHz 方波看起来像 200MHz 正弦波。太糟糕了。这太愚蠢了——它远不及专业水平。
您的另一组要点：
- 200 美元？你怎么算的？零件清单是什么？
- 读取高速信号的好示波器不需要花费数千美元。他们的成本可能是一千美元。100MHz 在示波器部门是小菜一碟，您的想法甚至无法满足该基准以及 1000 美元的示波器
- 是的，从你描述的方式来看，它确实非常有限。即使是您的少数要求的技术方面也意味着设备非常有限。
- 它几乎没有我用逻辑分析仪和 60MHz 模拟带宽购买的 1100 美元的示波器有用。我宁愿为我的测试设备付费，这些设备会故意限制儿童玩具。
作为工程师，您的生死取决于您的测试设备。如果您不确定是否可以信任它，那您就是在浪费时间。鉴于您在高速通信、信号处理和嵌入式处理（在 FPGA 或微控制器中）的能力方面缺乏专业知识，我不敢打赌您自己设计它，而且没有其他人回答是什么除了矛盾。
如果有一组更有针对性的需求能够满足社区中没有得到满足的真正需求，那么我认为在技术上是可行的，我会加入。但是您的模糊要求似乎没有经过研究。您需要对业余爱好者的可用选项进行调查 - 人们使用哪些 USB 示波器和独立设备，它们的优势和劣势是什么，并确定是否有任何利基市场未被填补。否则这只是幻想。