示波器

示波器（英语：oscilloscope）是一种能够显示电压信号动态波形的电子测量仪器。它能够将时变的电压信号，转换为时间域上的曲线，原来不可见的电气信号，就此转换为在二维平面上直观可见光信号，因此能够分析电气信号的时域性质。更高级的示波器，甚至能够对输入的时间信号，进行频谱分析，反映输入信号的频域特性。一个典型的示波器通常是盒状屏幕，有多个输入连接，示波器至少包括探头、显示器和控制面板三部分。电压信号通过探头连接到示波器的输入端口，经过处理之后的波形就显示在显示器上。显示器一般为长方形，偶尔也有圆形，在表面标记有垂直的网格坐标。传统的示波器控制面板一般在示波器前部，分布有多个旋钮、按钮或开关，用于调整参数，当前最新的示波器——平板示波器采用全触控屏幕操作，外形如同iPad。示波器主要可以分为模拟示波器与数字示波器两类。带宽、采样率和存储深度是示波器的三大技术指标。示波器的带宽定义为信号衰减3dB时的信号频率。若一台示波器带宽不够会导致看到的信号有损，测试不准确。带宽指标主要体现在衰减器与放大器的指标。实时采样率体现出示波器的ADC的指标。采样率通常要大于等于带宽的4倍。存储深度影响观测时间的长短，另外也会影响到示波器的采样率。因为存储深度=采样率×观测时间，若观测时间较长（与水平观测时间相关），则采样率会下降。除此之外，波形捕获率和示波器响应速度，触发条件的多少，底噪的情况，使用的方便性，及扩展性也体现了示波器的性能。带宽选择实例： 已知条件：示波器主机1GHz，探头配置1.5GHz，被测信号200MHz（上升时间500ps）。高性能与通用是示波器发展的两个趋势。体现高性能的例子是安捷伦科技的63GHz模拟带宽、160GSa/s采样的实时示波器，同时具有低噪声和高输入动态范围的特性，美国力科公司宣布了65GHz模拟带宽、160GS/s实时采样率、4~40信道的任意信道示波器系统，大幅的优化了示波器的信道选择性。另一个趋势是通用，将更多的功能集成到示波器中，常见的有将逻辑分析功能集成，形成混合型号示波器；将协议分析功能集成，最近安捷伦又将信号源集成到示波器中。力科也在全系列示波器中加上逻辑模块，随着技术的发展，也许示波器会集成越来越多的功能。示波器主要由电源系统、同步系统、水平偏向系统、垂直偏向系统、延迟扫描系统、显示系统和标准信号源等部分组成。由于数字科技的发达，已经让示波器从传统的模拟式，发展到数字式。数字系统，给示波器带来了大量强大的特性。优于传统的示波器之处：大多数字式示波器的缺点是波形更新的速度过慢。但最近几年也有数字示波器的波形捕获率超过模拟示波器混合信号示波器（MSO）有两种输入，一小部分（通常是2个或4个）的模拟信道，更多（通常为16个）的部分是属于数字信道;即，含逻辑分析仪的数字示波器，不过逻辑分析仪的功能非常弱，只做简单时序分析和串行解码用，无法和传统逻辑分析仪的强大功能相比，适合只需简单功能的应用。最新的混合信号示波器加入其它仪器元素，除示波器和逻辑分析仪外，还有串行信号解码分析，任意波形发生器，数字电压表功能。