示波器是經(jīng)典較為通用的做時(shí)域波形測(cè)試的儀器，有時(shí)候也可以用來(lái)測(cè)量電流或光信號(hào)等，但是需要通過(guò)相應(yīng)的探頭或者轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。 示波器從字面意思可以理解為顯示波形的儀器，那么波形到底是什么呢？其主要分為兩種：時(shí)域和頻域波的波形。對(duì)于示波器來(lái)說(shuō)，其顯示的波形是隨電壓隨時(shí)間的變化波形。在產(chǎn)品的屏幕上，橫軸表示的是時(shí)間，縱軸則是被測(cè)信號(hào)電壓，示波器上的波形反映的就是被測(cè)信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的軌跡。
示波器上顯示的時(shí)域波形
示波器可以顯示被測(cè)點(diǎn)電壓信號(hào)的變化，而分析了解被測(cè)件各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況是電子行業(yè)基礎(chǔ)的需求，因此示波器廣泛應(yīng)用于電子，通信，計(jì)算機(jī)，醫(yī)療，汽車(chē)，航天等各個(gè)行業(yè)中。也正因?yàn)檫@個(gè)原因，示波器是較為通用，也是全球銷(xiāo)售額較大的測(cè)量?jī)x器，每年示波器的銷(xiāo)售額都超過(guò)10億美金。 示波器按其次實(shí)現(xiàn)原理主要分為模擬示波器和數(shù)字示波器，按其采樣方式分類(lèi)實(shí)時(shí)示波器和采樣示波器，有些示波器廠商出于市場(chǎng)宣傳貨突出某種特點(diǎn)的目的給示波器起了了不起的名稱(chēng)，或增加了一些額外的測(cè)量模塊，但在大的基本結(jié)構(gòu)上都沒(méi)有脫離以上的基本分類(lèi)。 1、模擬示波器 出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代，是較早出現(xiàn)的一款示波器，這款示波器采用是陰極射線管的顯示屏，而且寬帶也只有幾MHz,下圖為結(jié)構(gòu)框圖:
模擬示波器的觸發(fā)一般都比較簡(jiǎn)單，通常就是邊沿觸發(fā)。在設(shè)置好相應(yīng)的邊沿觸發(fā)條件后，一旦被測(cè)信號(hào)的有效邊沿來(lái)，示波器內(nèi)部就開(kāi)始產(chǎn)生鋸齒波控制水平方向的掃描，這樣在示波器屏幕上每次看到的波形都是被測(cè)信號(hào)觸發(fā)點(diǎn)以后的波形。如果被測(cè)的信號(hào)是周期性的，例如是時(shí)鐘信號(hào)，在示波器上就可以看到穩(wěn)定的信號(hào)波形。 2、數(shù)字示波器 這款示波器出現(xiàn)要稍晚一些，20世紀(jì)80年代，在寬帶，觸發(fā)以及分析能力方面全面超越了模擬示波器。 數(shù)字示波器與模擬示波器最大的區(qū)別就是輸入信號(hào)，數(shù)字示波器是通過(guò)高速芯片對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和數(shù)字化，并把數(shù)字化樣點(diǎn)保存到緩存中，然后通過(guò)信號(hào)處理電路把緩存里的數(shù)據(jù)讀出出來(lái)，通過(guò)DAC芯片把相應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬量，并顯示在CRT顯示屏上。
早起數(shù)字示波器結(jié)構(gòu)圖
數(shù)字示波器可以在多條通道中顯示高速重復(fù)的信號(hào)以及單次信號(hào)，還可以通過(guò)觸發(fā)來(lái)捕獲難以捕獲的毛刺和瞬態(tài)事件。因此，選擇一款合適的示波器至關(guān)重要。除了要符合工作方式和工作地點(diǎn)之外，還有一些雖然是老生長(zhǎng)談但仍需注意的參數(shù)，今天我們就一起來(lái)看一看。
一、帶寬
帶寬是示波器最核心的參數(shù)，也是檔次級(jí)的一個(gè)參數(shù)。
入門(mén)級(jí)的示波器通常帶寬是100Mhz，它們可以準(zhǔn)確地測(cè)量20MHz以內(nèi)的正弦波信號(hào)幅度。而對(duì)于數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，示波器必須至少能夠捕獲五次諧波才能避免畫(huà)面失真，那么也要求整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的帶寬是信號(hào)最大模擬帶寬的5倍，這就是我們常說(shuō)的5倍法則了。選擇合適的帶寬只需要對(duì)日常測(cè)量信號(hào)的最高頻率有所把控即可。
二、通道數(shù)
主要是一個(gè)成本問(wèn)題，因?yàn)橥ǖ罃?shù)增加勢(shì)必成本會(huì)提升。選擇幾個(gè)通道的示波器要視具體情況而定。
三、波形刷新率
由于示波器先存儲(chǔ)后處理的原理，導(dǎo)致了波形觀測(cè)不可避免存在死區(qū)時(shí)間。因此，不同波形刷新率的示波器能夠捕獲低概率異常信號(hào)的能力就大有不同。
四、存儲(chǔ)深度
通用示波器的采樣率都是帶寬的5倍，比如200MHz帶寬的示波器一般的采樣率都是1G(此時(shí)更高的采樣率并不能帶來(lái)較大提升)，因此這個(gè)參數(shù)并沒(méi)有給用戶太多的選擇。而相反這樣高的采樣率，勢(shì)必會(huì)對(duì)存儲(chǔ)深度這個(gè)參數(shù)有所要求，1G的采樣率，即使只看5ms波形，也要求有5M的存儲(chǔ)深度，否則示波器的采樣率就會(huì)下降。
只要這四點(diǎn)定了之后，示波器就波形觀測(cè)而言不會(huì)有太大的問(wèn)題了，畢竟基本的功能各家示波器都是大同小異。當(dāng)然針對(duì)特定的功能，選擇起來(lái)肯定還有更深的東西，比如您需要示波器有數(shù)字濾波的功能，又或者在調(diào)試的過(guò)程中有一些很難抓的信號(hào)等等。
數(shù)字示波器采用LCD液晶顯示屏作為顯示器件，內(nèi)部電路采用數(shù)字技術(shù)，使示波器的性能得到了進(jìn)一步提升，同時(shí)寬帶也得到了提升，它主要以微處理器，數(shù)字存儲(chǔ)器，A/D與D/A轉(zhuǎn)換核心，輸入信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換把模擬波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)器內(nèi)，顯示時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)器中讀出，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成模擬波形顯示到液晶顯示屏上?！ ?shù)字示波器特點(diǎn)： 1、波形顯示比其他更加直觀 數(shù)字示波器可以很直觀在顯示屏上觀察出出波形的類(lèi)型，屏幕標(biāo)尺的幅度，周期等，方便用戶更好計(jì)算出需求的數(shù)據(jù)?！ ?、可自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整 數(shù)字示波器一般都具有自動(dòng)設(shè)置按鈕，在使用時(shí)按下自動(dòng)設(shè)置按鈕，示波器變回自動(dòng)對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)搜索，并自動(dòng)設(shè)置成較佳狀態(tài)進(jìn)行輸出，顯示在液晶顯示屏上?！ ?、可進(jìn)行屏幕捕捉和存儲(chǔ) 在觀察波形時(shí)如果正在顯示的檢測(cè)波形為動(dòng)態(tài)波形，我們可以使用屏幕捕捉按鍵，是顯示屏上顯示的波形暫停，就是相當(dāng)于存儲(chǔ)記憶了波形，便于使用者分析波形的參數(shù)?！ ?、可與電腦進(jìn)行連接 大部分?jǐn)?shù)字示波器都有USB接口，可以通過(guò)USB與電腦相連接，在電腦里安裝相應(yīng)的軟件后可以通過(guò)電腦對(duì)示波器進(jìn)行控制，并可以使用電腦進(jìn)行波形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和影響采集，便于以后使用?！ ?、寬帶高 由于數(shù)字示波器采用數(shù)字技術(shù)處理波形，所顯示波形的頻率不收顯示器件的影響，而模擬示波器的顯示屏最高顯示頻率為1GHz，無(wú)法再顯示更高頻率的波形，數(shù)字示波器采用LCD液晶顯示器不收頻率的限制，可以顯示更高的頻率，如果改善帶寬只需要將前端的A/D轉(zhuǎn)換性能，對(duì)顯示器和掃描電路沒(méi)有特殊的要求。
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