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(yùn)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(shí)間，則屏幕亮度可表示信號幅度隨時(shí)間分布的變化。這種與時(shí)間有關(guān)的熒光余輝（灰度定標(biāo)）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(dá)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?yàn)樗菙?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(dá)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(xiàng)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(shí)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(dá)到一目了然。由于數(shù)字示波器已經(jīng)達(dá)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(shí)時(shí)顯示、存貯和分析復(fù)雜信號的三維信號信息：幅度、時(shí)間和整個時(shí)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(dāng)今復(fù)雜的動態(tài)信號中的全部細(xì)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(shí)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(xì)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?，F(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(jià)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(shí)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(shí)顯示多少信號？模擬還是數(shù)字？

傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為模擬示波器具有熟悉的面板控制，價(jià)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(jià)格不斷降低，以及數(shù)字示波器不斷增加的測量能力和實(shí)際上不受限制的各種功能，數(shù)字示波器已獨(dú)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(shí)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(zhǔn)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(xì)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(yàn)法則是“5倍準(zhǔn)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(shí)間，大多數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)用下面的公式來計(jì)算關(guān)聯(lián)帶寬和儀器的上升時(shí)間：Bw=0.35/信號的*快上升時(shí)間。

帶寬有兩種類型：重復(fù)（或等效時(shí)間）帶寬和實(shí)時(shí)（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(shí)時(shí)帶寬是示波器的單次采樣中所能捕捉的*高頻率，且當(dāng)捕捉的事件不是經(jīng)常出現(xiàn)時(shí)要求相當(dāng)苛刻。實(shí)時(shí)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(jià)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(shí)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(jì)算采樣速率？計(jì)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(zhǔn)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(shí)間和連續(xù)的信號。由于沒有示波器可以提供無限時(shí)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(shí)際上，信號的準(zhǔn)確再現(xiàn)取決于其采樣速率和信號采樣點(diǎn)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(shí)很有用的經(jīng)驗(yàn)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(diǎn)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(shí)，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(diǎn)之間將不再進(jìn)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(shí)的異常情況，如抖動、矮脈沖、低頻干擾和瞬時(shí)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(dá)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(diǎn)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(shí)間長度除以**重現(xiàn)信號所須的取樣速度，可以計(jì)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(shí)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(shí)間跨度和所要求的時(shí)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(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。分析一個十分穩(wěn)定的正弦信號，只需要500點(diǎn)的記錄長度；但如果要解析一個復(fù)雜的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，則需要有一百萬個點(diǎn)或更多點(diǎn)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(shí)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(shí)捕獲足夠通道數(shù)量被測信號的要求。這時(shí)，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(jī)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(shí)測量不同類型和不同速度的信號。

示波器的指標(biāo)有很多：如垂直靈敏度、帶寬、掃描速度、增益精度、時(shí)間基準(zhǔn)、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(jì)工程師，*好還要關(guān)心一下其他參數(shù)，比如上升時(shí)間。

自動測量有助于信號檢驗(yàn)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(shí)間、下降時(shí)間、正脈寬、負(fù)脈寬、正占空比、負(fù)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(diǎn)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(diǎn)的波形形狀、幅度及頻率或者脈寬有 了經(jīng)驗(yàn)后，只要把示波器的靈敏度和掃描時(shí)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)的觸發(fā)能力：能根據(jù)由幅度定義的脈沖（如短脈沖），由時(shí)間限定的脈沖（脈沖寬度、窄脈沖、轉(zhuǎn)換率、建立/保持時(shí)間）和由邏輯狀態(tài)或圖形描述的脈沖（邏輯觸發(fā)）進(jìn)行觸發(fā)。擴(kuò)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(jìn)的觸發(fā)能力，在設(shè)置測試過程時(shí) 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(jì)的，建議購買帶有脈沖和邏輯觸發(fā)的示波器。