模擬示波器用陰極射線管顯示波形，示波管的帶寬與模擬示波器的相同，亦即示波管內(nèi)電子運動速度與信號頻率成正比，信號頻率越高電子速度越快，示波管屏幕的亮度與電子束的速度成反比，低頻波形的亮度高，高頻波形的亮度低。利用熒光屏幕的亮度或灰度容易獲得信號的第三維信息，如用屏幕垂直軸表示幅度，水平軸表示時間，則屏幕亮度可表示信號幅度隨時間分布的變化。這種與時間有關(guān)的熒光余輝（灰度定標）效應(yīng)對觀察混合波形和偶發(fā)波形十分有效，模擬存儲示波器就是這種專用示波器的代表產(chǎn)品，*高的性能達到800MHz帶寬，可記錄到1ns左右的快速瞬變偶發(fā)事件。

數(shù)字示波器缺少余輝顯示功能,因為它是數(shù)字處理，只有兩個狀態(tài)，非高即低，原則上波形也是“有”和“無”兩個顯示。為達到模擬示波器那樣的多層次亮度變化，必須采用專用圖象處理芯片，例如TEK公司采用DPX型處理器芯片，具有數(shù)據(jù)采集、圖象處理和存儲等多項功能，DPX芯片由130萬個晶體管組成，采用0。65μm的CMOS工藝，并行流水結(jié)構(gòu)，取樣率高。它既是數(shù)據(jù)采集芯片，同時也是光柵掃描器，模擬示波管屏幕熒光體的發(fā)光特性，用16級亮度分級，將波形存儲在500×200像素的LCD單色或彩色顯示屏上，每1/30秒更新一次。由于模擬存儲示波器只能依靠照相底片記錄波形，對數(shù)據(jù)保存并不方便，而數(shù)字熒光示波器是數(shù)字處理的顯示，數(shù)據(jù)記錄、處理、保存都十分方便。例如用紅色表示出現(xiàn)幾率*高的波形，蘭色表示出現(xiàn)幾率*低的波形，達到一目了然。由于數(shù)字示波器已經(jīng)達到4GHz以上帶寬的水平，配合熒光顯示特性，總的性能優(yōu)于模擬存儲示波器。

 

數(shù)字熒光示波器（DPO）為示波器系列增加了一種新的類型，能實時顯示、存貯和分析復(fù)雜信號的三維信號信息：幅度、時間和整個時間的幅度分布。

DSO采用串行處理的體系結(jié)構(gòu)捕獲、顯示和分析信號；相對而言，DPO為完成這些功能采用的是并行體系結(jié)構(gòu)，如圖一、二所示。并行結(jié)構(gòu)和基于ASIC硬件的處理技術(shù)，使數(shù)字熒光示波器能夠捕捉到當今復(fù)雜的動態(tài)信號中的全部細節(jié)和異常情況，并以人類的眼睛的接受速度顯示出來。

普通數(shù)字示波器要觀察偶發(fā)事件需要使用長時間記錄，然后作信號處理，這種辦**漏掉非周期性出現(xiàn)的信號和不能顯示出信號的動態(tài)特性。數(shù)字熒光示波器能夠顯示復(fù)雜波形中的微細差別，以及出現(xiàn)的頻繁程度。例如觀察電視信號，既有行掃描、幀掃描、視頻信號和伴音信號，還要記錄電視信號中的異常現(xiàn)象，對于專業(yè)人員和維修人員都是同樣重要的。

例如Tektronix公司的TDS3000系列數(shù)字熒光示波器提供多種測試模塊，可以從前面板右上角插入六種模塊。例如觸發(fā)模塊可作邏輯狀態(tài)、邏輯圖形觸發(fā)，以及脈沖參數(shù)（上升、下降沿、寬度、周期等）；電視模塊專用于多種制式的（NTSC、PAL和SECAM）波形記錄；快速傅里葉變換（FFT）模塊可快速顯示信號的頻率成分和頻譜分布，既可分析脈沖響應(yīng)，亦可分析諧波分布，并且識別和定位噪聲和干擾來源。還有**分析模塊和極限測試模塊。TDS3000系列示波器是便攜式的，重量不到7磅，可由電池供電，特別適于現(xiàn)場使用。

自從示波器問世以來，它一直是*重要、*常用的電子測試工具之一；由于電子技術(shù)的發(fā)展，示波器的能力也在不斷提升，其性能與價格也五花八門，市場參差不齊，本文從多方面闡述您如何選購示波器。

您如何選購示波器?
了解您的信號？

您要知道您用示波器觀察什么？既您要捕捉并觀察的信號其典型性能是什么？您的信號是否有復(fù)雜的特性？您的信號是重復(fù)信號還是單次信號？您要測量的信號過渡過程帶寬，或者上升時間是多大？您打算用何種信號特性來觸發(fā)短脈沖、脈沖寬度、窄脈沖等？您打算
同時顯示多少信號？模擬還是數(shù)字？

傳統(tǒng)的觀點認為模擬示波器具有熟悉的面板控制，價格低廉，因而總覺得模擬示波器“使用方便”。但是隨著A/D轉(zhuǎn)換器速度逐年提高和價格不斷降低，以及數(shù)字示波器不斷增加的測量能力和實際上不受限制的各種功能，數(shù)字示波器已獨領(lǐng)風(fēng)騷。

帶寬一般定義為正弦輸入信號幅度衰減到-3dB時的頻率，即70.7%，帶寬決定示波器對信號的基本測量能力。隨著信號頻率的增加，示波器對信號的準確顯示能力將下降，如果沒有足夠的帶寬，示波器將無法分辨高頻變化。幅度將出現(xiàn)失真，邊緣將會消失，細節(jié)數(shù)據(jù)將被丟失。如果沒有足夠的帶寬，得到的關(guān)于信號的所有特性，響鈴和振鳴等都毫無意義。

 一個決定您所需要的示波器帶寬有效的經(jīng)驗法則是“5倍準則”；即將您要測量的信號*高頻率分量乘以5。這將會使您在測量中獲得高于2%的精度。

在某些應(yīng)用場合，您不知道你的感興趣的信號帶寬，但是您知道它的*快上升時間，大多數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)用下面的公式來計算關(guān)聯(lián)帶寬和儀器的上升時間：Bw=0.35/信號的*快上升時間。

帶寬有兩種類型：重復(fù)（或等效時間）帶寬和實時（或單次）帶寬。重復(fù)帶寬只適用于重復(fù)的信號，顯示來自于多次信號采集期間的采樣。實時帶寬是示波器的單次采樣中所能捕捉的*高頻率，且當捕捉的事件不是經(jīng)常出現(xiàn)時要求相當苛刻。實時帶寬與采樣速率聯(lián)系在一起。

由于更寬的帶寬往往意味著更高的價格，因此應(yīng)對照你的預(yù)算來評定通常要觀察信號的頻率成分。

定義為每秒采樣次數(shù)（S/s），指數(shù)字示波器對信號采樣的頻率。示波器的采樣速率越快，所顯示的波形的分辨率和清晰度就高，重要信息和事件丟失的概率就越小。

如果需要觀測較長時間范圍內(nèi)的慢變信號，則*小采樣速率就變得較為重要。為了在顯示的波形記錄中保持固定的波形數(shù)，需要調(diào)整水平控制按鈕，而所顯示的采樣速率也將隨著水平調(diào)節(jié)按鈕的調(diào)節(jié)而變化。

如何計算采樣速率？計算方法取決于所測量的波形的類型，以及示波器所采用的信號重建方式。

為了準確地再現(xiàn)信號并避免混淆，奈奎斯定理規(guī)定：信號的采樣速率必須不小于其*高頻率成分的兩倍。然而，這個定理的前提是基于無限長時間和連續(xù)的信號。由于沒有示波器可以提供無限時間的記錄長度，而且，從定義上看，低頻干擾是不連續(xù)的，所以采用兩倍于*高頻率成分的采樣速率通常是不夠的。

實際上，信號的準確再現(xiàn)取決于其采樣速率和信號采樣點間隙所采用的插值法。一些示波器會為操作者提供以下選擇：測量正弦信號的正弦插值法，以及測量矩形波、脈沖和其他信號類型的線性插值法。

有一個在比較取樣速率和信號帶寬時很有用的經(jīng)驗法則：如果您正在觀察的示波器有內(nèi)插（通過篩選以便在取樣點間重新生成），則（取樣速率/信號帶寬）的比值至少應(yīng)為4：1。無正弦內(nèi)插時，則應(yīng)采取10：1的比值。

所有的示波器都會閃爍。也就是說，示波器每秒鐘以特定的次數(shù)捕獲信號，在這些測量點之間將不再進行測量。這就是波形捕獲速率，也稱屏幕刷新率，表示為波形數(shù)每秒（wfms/s）。采樣速率表示的是示波器在一個波形或周期內(nèi)，采樣輸入信號的頻率;波形捕獲速率則是指示波器采集波形的速度。波形捕獲速率取決于示波器的類型和性能級別，且有著很大的變化范圍。高波形捕獲速率的示波器將會提供更多的重要信號特性，并能極大地增加示波器快速捕獲瞬時的異常情況，如抖動、矮脈沖、低頻干擾和瞬時誤差的概率。

數(shù)字存儲示波器（DSO）使用串行處理結(jié)構(gòu)每秒鐘可以捕獲10到5000個波形。DPO數(shù)字熒光示波器采用并行處理結(jié)構(gòu)，可以提供更高的波形捕獲速率，有的高達每秒數(shù)百萬個波形，大大提高了捕獲間歇和難以捕捉事件的可能性，并能讓您更快地發(fā)現(xiàn)信號存在的問題。

存儲深度是示波器所能存儲的采樣點多少的量度。如果您需要不間斷的捕捉一個脈沖串，則要求示波器有足夠的存儲器以便捕捉整個事件。將所要捕捉的時間長度除以**重現(xiàn)信號所須的取樣速度，可以計算出所要求的存儲深度，也稱記錄長度。

在正確位置上捕捉信號的有效觸發(fā)，通?？梢詼p小示波器實際需要的存儲量。

存儲深度與取樣速度密切相關(guān)。您所需要的存儲深度取決于要測量的總時間跨度和所要求的時間分辨率。

現(xiàn)代的示波器允許用戶選擇記錄長度，以便對一些操作中的細節(jié)進行優(yōu)化。分析一個十分穩(wěn)定的正弦信號，只需要500點的記錄長度；但如果要解析一個復(fù)雜的數(shù)字數(shù)據(jù)流，則需要有一百萬個點或更多點的記錄長度。

通道數(shù)量取決于應(yīng)用場合。觀測一個信號，可選用簡易示波器；同時觀測、比較兩個信號，可選用雙通道示波器。如果要求觀察若干個信號的相互關(guān)系， 將需要一臺4通道示波器。隨著被觀測系統(tǒng)數(shù)字成分的增加，傳統(tǒng)的雙通道示波器或四通道示波器已難以滿足同時捕獲足夠通道數(shù)量被測信號的要求。這時，應(yīng)將示 波器和邏輯分析儀等組合起來使用，或者使用一臺將幾種儀器組合在同一臺機箱內(nèi)的組合示波器(如將16通道的分析儀集成在DSO中的混合信號示波器)，利用 邏輯分析儀的觸發(fā)能力幫助示波器采集數(shù)據(jù)，同時測量不同類型和不同速度的信號。

示波器的指標有很多：如垂直靈敏度、帶寬、掃描速度、增益精度、時間基準、垂直分辨率等。如果您僅僅是一般的維修人員，也許只要關(guān)心一下帶寬和靈敏度就夠了。如果是設(shè)計工程師，*好還要關(guān)心一下其他參數(shù)，比如上升時間。

自動測量有助于信號檢驗和故障檢測。很多示波器可以自動測量周期、頻率、幅度。好一些的還可以測量平均值、峰峰值、均方根值、*大值、*小值、 過沖、欠沖、上升時間、下降時間、正脈寬、負脈寬、正占空比、負占空比等。有些示波器還有更**的分析能力，如FFT。一般的DSO都或多或少地有自動測 量功能，而ASO具有這些功能的卻不多，特別是一些早期產(chǎn)品，有這些功能的典型的ASO有V1065、V1565、TEK2245A、TEK2400系 列、OS5100RA、OS5100RB、PM3082、SS7802、SS7810等。不過，現(xiàn)在生產(chǎn)的檔次高一點的ASO幾乎都具有自動測量功能。然 而對于一般的維修人員來說，是否具有這些功能并不很重要，在我們可以熟練地使用示波器，并對被檢測設(shè)備的一些常見工作點的波形形狀、幅度及頻率或者脈寬有 了經(jīng)驗后，只要把示波器的靈敏度和掃描時間放在熟悉的檔位就可以了。

示波器的觸發(fā)能使信號在正確的位置點同步水平掃描，決定著信號特性是否清晰。觸發(fā)控制按鈕可以穩(wěn)定重復(fù)的波形并捕獲單次波形。

多數(shù)情況下我們只采用邊沿觸發(fā)方式，但是在有些場合我們可能需要其他觸發(fā)方式才能同步波形。比如，觀察視頻信號需要用視頻觸發(fā)。對DSO來說，先進的觸發(fā)方式可將所關(guān)心的事件分離出來，從而*有效地利用取樣速度和存儲深度。

現(xiàn)今很多示波器都具有先進的觸發(fā)能力：能根據(jù)由幅度定義的脈沖（如短脈沖），由時間限定的脈沖（脈沖寬度、窄脈沖、轉(zhuǎn)換率、建立/保持時間）和由邏輯狀態(tài)或圖形描述的脈沖（邏輯觸發(fā)）進行觸發(fā)。擴展和常規(guī)的觸發(fā)功能組合也幫助顯示視頻和其它難以捕捉的信號，如此先進的觸發(fā)能力，在設(shè)置測試過程時 提供了很大程度的靈活性，而且能大大地簡化工作。

如果您是搞家電維修的，或者其他需要測量視頻信號的人員，建議購買具有視頻觸發(fā)功能的示波器，如果是高數(shù)字電路設(shè)計的，建議購買帶有脈沖和邏輯觸發(fā)的示波器。