示波器的發(fā)展史與選擇示波器的幾點(diǎn)建議

一、示波器的功能

示波器是一種圖形顯示設(shè)備，它描繪電信號(hào)的波形曲線。這一簡(jiǎn)單的波形能夠說(shuō)明信號(hào)的許多特性：信號(hào)的時(shí)間和電壓值、振蕩信號(hào)的頻率、信號(hào)所代表電路中“變化部分”信號(hào)的特定部分相對(duì)于其它部分的發(fā)生頻率、是否存在故障部件使信號(hào)產(chǎn)生失真、信號(hào)的DC成份和AC成份、信號(hào)的噪聲值和噪聲隨時(shí)間變化的情況、比較多個(gè)波形信號(hào)等。

二、示波器的發(fā)展簡(jiǎn)史

１、初期主要為模擬示波器

二十世紀(jì)四十年代是電子示波器興起的時(shí)代，雷達(dá)和電視的開(kāi)發(fā)需要性能良好的波形觀察工具，泰克成功開(kāi)發(fā)帶寬10MHz的同步示波器，這是近代示波器的基礎(chǔ)。五十年代半導(dǎo)體和電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，促進(jìn)電子示波器的帶寬達(dá)到100MHz。六十年代美國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)在電子示波器開(kāi)發(fā)方面各有不同的貢獻(xiàn)，出現(xiàn)帶寬6GHz的取樣示波器、帶寬4GHz的行波示波管、1GHz的存儲(chǔ)示波管；便攜式、插件式示波器成為系列產(chǎn)品。七十年代模擬式電子示波器達(dá)到高峰，行譜系列非常完整，帶寬1GHz的多功能插件式示波器標(biāo)志著當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的高水平，為測(cè)試數(shù)字電路又增添邏輯示波器和數(shù)字波形記錄器。模擬示波器從此沒(méi)有更大的進(jìn)展，開(kāi)始讓位于數(shù)字示波器，英國(guó)和法國(guó)甚至退出示波器市場(chǎng)，技術(shù)以美國(guó)領(lǐng)先，中低檔產(chǎn)品由日本生產(chǎn)。
模擬示波器要提高帶寬，需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進(jìn)。數(shù)字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉(zhuǎn)換器的性能，對(duì)示波管和掃描電路沒(méi)有特殊要求。加上數(shù)字示波管能充分利用記憶、存儲(chǔ)和處理，以及多種觸發(fā)和預(yù)前觸發(fā)能力。二十世紀(jì)八十年代數(shù)字示波器異軍突起，大有全面取代模擬示波器之勢(shì)，模擬示波器逐漸從前臺(tái)退到后臺(tái)。

2、中期數(shù)字示波器獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

　　八十年代的數(shù)字示波器處在轉(zhuǎn)型階段，還有不少地方要改進(jìn)，美國(guó)的TEK公司和HP公司都對(duì)數(shù)字示波器的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。它們后來(lái)停產(chǎn)模擬示波器，并且只生產(chǎn)性能好的數(shù)字示波器。進(jìn)入九十年代，數(shù)字示波器除了提高帶寬到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模擬示波器。出現(xiàn)所謂數(shù)字示波器模擬化的現(xiàn)象，換句話說(shuō)，盡量吸收模擬示波器的優(yōu)點(diǎn)，使數(shù)字示波器更好用。
　　數(shù)字示波器首先在取樣率上提高，從最初取樣率等于兩倍帶寬，提高至五倍甚至十倍，相應(yīng)對(duì)正弦波取樣引入的失真也從100%降低至3%甚至1%。帶寬1GHz的取樣率就是5GHz/s，甚至10GHz/s。
　　其次，提高數(shù)字示波器的更新率，達(dá)到模擬示波器相同水平，最高可達(dá)每秒40萬(wàn)個(gè)波形，使觀察偶發(fā)信號(hào)和捕捉毛刺脈沖的能力大為增強(qiáng)。
　　再次，采用多處理器加快信號(hào)處理能力，從多重菜單的煩瑣測(cè)量參數(shù)調(diào)節(jié)，改進(jìn)為簡(jiǎn)單的旋鈕調(diào)節(jié)，甚至完全自動(dòng)測(cè)量，使用上與模擬示波器同樣方便。
　　最后，數(shù)字示波器與模擬示波器一樣具有屏幕的余輝方式顯示，賦于波形的三維狀態(tài)，即顯示出信號(hào)的幅值、時(shí)間以及幅值在時(shí)間上的分布。具有這種功能的數(shù)字示波器稱為數(shù)字熒光示波器或數(shù)字余輝示波器即數(shù)模兼合。

3、數(shù)字示波器要有模擬功能

　　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(dòng)速度與信號(hào)頻率成正比，信號(hào)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(hào)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(hào)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(duì)觀察混合波形和偶發(fā)波形十分有效，模擬存儲(chǔ)示波器就是這種專用示波器的代表產(chǎn)品，最高的性能達(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(gè)狀態(tài)，非高即低，原則上波形也是“有”和“無(wú)”兩個(gè)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(chǔ)等多項(xiàng)功能，DPX芯片由130萬(wàn)個(gè)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(jí)亮度分級(jí)，將波形存儲(chǔ)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(chǔ)示波器只能依靠照相底片記錄波形，對(duì)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)幾率最高的波形，蘭色表示出現(xiàn)幾率最低的波形，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(chǔ)示波器。

4、數(shù)字熒光示波器

　　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(hào)的三維信號(hào)信息：幅度、時(shí)間和整個(gè)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(hào)；相對(duì)而言，DPO為完成這些功能采用的是并行體系結(jié)構(gòu)。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(dòng)態(tài)信號(hào)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(lái)。
　　普通數(shù)字示波器要觀察偶發(fā)事件需要使用長(zhǎng)時(shí)間記錄，然后作信號(hào)處理，這種辦法會(huì)漏掉非周期性出現(xiàn)的信號(hào)和不能顯示出信號(hào)的動(dòng)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(hào)，既有行掃描、幀掃描、視頻信號(hào)和伴音信號(hào)，還要記錄電視信號(hào)中的異常現(xiàn)象，對(duì)于專業(yè)人員和維修人員都是同樣重要的。

5、手持示波表

由于其便攜性，重量輕可由電池供電，特別適于現(xiàn)場(chǎng)使用

6、基于PC機(jī)的虛擬示波器

獨(dú)立的傳統(tǒng)儀器，性能強(qiáng)大，但是價(jià)格昂貴，且被廠家限定了功能，只能完成一件或幾件具體的工作，因此，用戶通常都不能夠?qū)ζ浼右詳U(kuò)展或自定義其功能。儀器的旋鈕和開(kāi)關(guān)、內(nèi)置電路及用戶所能使用的功能對(duì)這臺(tái)儀器來(lái)說(shuō)都是固定的。另外，開(kāi)發(fā)這些儀器還必須要用專門(mén)的技術(shù)和高成本的元部件，從而使它們身價(jià)頗高且很不容易更新。基于PC機(jī)的虛擬示波器誕生以來(lái)就充分利用了現(xiàn)成即用的PC機(jī)所帶來(lái)的最新科技這些科技和性能上的優(yōu)勢(shì)迅速縮短了獨(dú)立的傳統(tǒng)儀器和PC機(jī)之間的距離，包括功能強(qiáng)大的處理器（如Pentium 4)、操作系統(tǒng)及微軟Windows XP、NET技術(shù)和Apple Mac OS x。除了融合諸多功能強(qiáng)大的特性，這些平臺(tái)還為用戶提供了簡(jiǎn)單的聯(lián)網(wǎng)工具。此外，傳統(tǒng)儀器往往不便隨身攜帶，而虛擬儀器可以在筆記本電腦上運(yùn)行，充分體現(xiàn)了其便攜特性。需要經(jīng)常變換應(yīng)用項(xiàng)目和系統(tǒng)要求的工程師和科學(xué)家們需要有非常靈活的開(kāi)發(fā)平臺(tái)以便創(chuàng)建適合自己的解決方案。可以使用虛擬儀器以滿足特定的需要，因?yàn)橛邪惭b在PC機(jī)上的應(yīng)用軟件和一系列可選的插入式硬件，無(wú)需更換整套設(shè)備，即能完成新系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

三、數(shù)字示波器與模擬示波器的比較

在發(fā)展初期模擬示波器的某些特點(diǎn)，是數(shù)字示波器所不具備的：

• 操作簡(jiǎn)單：全部操作都在面板上可以找到，波形反應(yīng)及時(shí)，數(shù)字示波器往往要較長(zhǎng)處理時(shí)間。
• 垂直分辨率高：連續(xù)而且無(wú)限級(jí)，數(shù)字示波器分辨率一般只有8位至10位。
• 數(shù)據(jù)更新快：每秒捕捉幾十萬(wàn)個(gè)波形，數(shù)字示波器每秒捕捉幾十個(gè)波形。
• 實(shí)時(shí)帶寬和實(shí)時(shí)顯示：連續(xù)波形與單次波形的帶寬相同，數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān)，取樣率不高時(shí)需借助內(nèi)插計(jì)算，容易出現(xiàn)混淆波形。

簡(jiǎn)而言之，模擬示波器為工程技術(shù)人員提供眼見(jiàn)為實(shí)的波形，在規(guī)定的帶寬內(nèi)可非常放心進(jìn)行測(cè)試。人類五官中眼睛視覺(jué)神經(jīng)十分靈敏，屏幕波形瞬間反映至大腦作出判斷，細(xì)微變化都可感知。因此，剛開(kāi)始模擬示波器深受使用者的歡迎。
隨著數(shù)字示波器的出現(xiàn)經(jīng)常有人問(wèn)DSO能替代模擬示波器嗎？問(wèn)題的答案完全取決于要進(jìn)行的測(cè)量工作和要測(cè)量的信號(hào)。有些情況下DSO的優(yōu)點(diǎn)比較明顯，而在另一些情況下模擬示波器要比現(xiàn)有的DSO都要好。

1、簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)

使用模擬示波器DSO示波器通常都能很好的觀察簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)。但是兩者都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。對(duì)于模擬示波器來(lái)說(shuō)，由于CRT的余輝時(shí)間很短，因而很難顯示頻率很低的信號(hào)。由于示波管上的掃跡亮度和掃描速度成反比，所以具有快速上升、下降時(shí)間的低重復(fù)速率信號(hào)就很難看到。而DSO的掃跡亮度和掃描速度與信號(hào)重復(fù)速率無(wú)關(guān)。隨著被測(cè)信號(hào)情況的不同，這個(gè)可能是優(yōu)點(diǎn)也可能是缺點(diǎn)。對(duì)于顯示具有足夠重復(fù)速率的重復(fù)性信號(hào)的快速沿來(lái)說(shuō)，DSO和模擬示波器的性能幾乎沒(méi)有什么區(qū)別。用兩種示波器都能很好的觀察信號(hào)波形。

當(dāng)要進(jìn)行信號(hào)參量的測(cè)量時(shí)，DSO的優(yōu)點(diǎn)在于具有自動(dòng)測(cè)量的能力。而使用模擬示波器時(shí)，用戶必須自己設(shè)置光標(biāo)，分析理解顯示的波形才能得到測(cè)量的結(jié)果。如果要進(jìn)行調(diào)整工作，那么一般最好使用模擬示波器。這是因?yàn)槟M示波器的實(shí)時(shí)顯示能力使它在每一時(shí)刻都能顯示出輸入的電壓。其波形更新速率（每秒鐘在屏幕上描畫(huà)掃跡的次數(shù)）很高。在高掃描速度時(shí)可以遠(yuǎn)超過(guò)100000次掃描/秒。所以信號(hào)的任何變化都會(huì)立即顯示出來(lái)。而且有些信號(hào)的變化會(huì)在顯示屏幕上以波形亮度變化的形式表現(xiàn)出來(lái)。與模擬示波器相反，DSO所顯示的是用采集的波形數(shù)據(jù)重建的波形。每秒鐘采集波形的次數(shù)遠(yuǎn)低于100次。在有些示波器上，甚至不超過(guò)5次。結(jié)果在信號(hào)發(fā)生變化和變化了的信號(hào)在屏幕上顯示出來(lái)之間就有了明顯的時(shí)間延遲。當(dāng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整工作時(shí)，這是使用DSO的重大缺點(diǎn)。

2、比較復(fù)雜的重復(fù)性信號(hào)

上述的簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)可以在很多電子學(xué)領(lǐng)域中見(jiàn)到，這些信號(hào)常用來(lái)作為信息的載體。為此目的可以有多種形式，例如正弦波、脈沖、斜波或階梯波等。而且多種調(diào)制信號(hào)和多種調(diào)制方式常?？赡芡瑫r(shí)使用。一個(gè)常見(jiàn)的復(fù)雜模擬信號(hào)的事例就是全電視信號(hào)。此信號(hào)由多種不同頻率不同幅度的的分量構(gòu)成。既包括脈沖也包括方波，再加上為表示彩色信息而進(jìn)行了相移的另外的正弦波。對(duì)于這樣的情況，模擬示波器和DSO都有其自己特別的優(yōu)點(diǎn)，各自都能對(duì)信號(hào)的不同部分進(jìn)行最佳的觀察。

例如模擬示波器具有無(wú)限的分辨率和每秒鐘很高的掃描次數(shù)，它能顯示出波形在時(shí)間上的分布。波形掃描上的亮度變化正比于信號(hào)在某一特定電平持續(xù)的時(shí)間。這就很好的顯示出了彩色調(diào)制的情況。由于示波器具有很高的波形更新速率，所以能立即顯示出對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整的效果。使用DSO時(shí)，由于其采樣點(diǎn)數(shù)有限以及沒(méi)有亮度的變化，使得很多波形細(xì)節(jié)信息無(wú)法顯示出來(lái)。雖然有些DSO可能具有兩個(gè)或多個(gè)亮度層次，但這只是相對(duì)意義上的區(qū)別，再加上示波器有限的顯示分辨率，使它仍然不能重現(xiàn)模擬顯示的效果。

如果只要顯示一行視頻信號(hào)的小部分，例如某一特定行中的TV發(fā)送測(cè)試信號(hào)、圖文電視數(shù)據(jù)或者某一特定行上彩色脈沖群，那么最好使用DSO。如果使用模擬示波器，則由于相對(duì)比較低的信號(hào)重復(fù)速率，再加上要觀察的信號(hào)部分本身時(shí)間很短，很容易導(dǎo)致顯示的畫(huà)面太暗而難以看見(jiàn)。而DSO則不論信號(hào)的重復(fù)速率高低，都具有一致的亮度，因而能以很高的亮度顯示此信號(hào)。

如果重復(fù)性的波形中還包含著寬度很窄的尖峰或毛刺，那么使用模擬示波器觀察整個(gè)波形是不可能看到這些尖峰或毛刺的。而當(dāng)使用DSO時(shí)，使用峰值檢測(cè)就可以把這些尖峰顯示出來(lái)。

3、非重復(fù)性信號(hào)和瞬變

模擬示波器和DSO的主要區(qū)別在于DSO能夠存儲(chǔ)波形信息。這使得DSO在研究非重復(fù)性信號(hào)和瞬變的工作中具有特別寶貴的價(jià)值。非重復(fù)性信號(hào)和瞬變是很多系統(tǒng)中都可以看見(jiàn)到。例如測(cè)量一個(gè)電系統(tǒng)的沖擊電流、破壞性實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)測(cè)量。在破壞性實(shí)驗(yàn)中只能進(jìn)行一次測(cè)量。雖然很多模擬示波器也常常有單次測(cè)量能力，即可以產(chǎn)生單次的時(shí)基掃描。

在DSO出現(xiàn)以前，非重復(fù)性信號(hào)和瞬變由于觀察極為困難而且代價(jià)過(guò)高，所以此類工作很多情況下都只能選擇放棄。因?yàn)槟菚r(shí)，觀察這類信號(hào)需要使用昂貴的模擬存儲(chǔ)示波器、照相機(jī)和長(zhǎng)余輝示波管等等。

如果某一事件只發(fā)生一次，那么模擬示波器通常是不能應(yīng)付的。而這正是DSO展示其強(qiáng)大能力的時(shí)機(jī)，DSO能捕捉這種罕見(jiàn)的一次性事件，并能按照所希望的長(zhǎng)時(shí)間的將它顯示出來(lái)。這種罕見(jiàn)的事件甚至可能是干擾的結(jié)果。通過(guò)用干擾本身來(lái)觸發(fā)，DSO具有顯示預(yù)觸發(fā)的能力，包括顯示干擾的原因。

四、如何選擇示波器

自從示波器問(wèn)世以來(lái)，它一直是最重要、最常用的電子測(cè)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(mén)，市場(chǎng)參差不齊，那么如何選擇示波器呢？
1首先要了解所要測(cè)試的信號(hào)

• 要知道用示波器觀察什么？要捕捉并觀察的信號(hào)其典型性能是什么？信號(hào)是否有復(fù)雜的特性？信號(hào)是重復(fù)信號(hào)還是單次信號(hào)？打算同時(shí)顯示多少信號(hào)？
• 要測(cè)量的信號(hào)過(guò)渡過(guò)程帶寬，或者上升時(shí)間是多大？打算用何種信號(hào)特性來(lái)觸發(fā)短脈沖、脈沖寬度、窄脈沖等？

2　模擬示波器還是數(shù)字示波器？

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(jué)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(cè)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。

3、帶寬如何？

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

　　 一個(gè)決定所需要的示波器帶寬有效的經(jīng)驗(yàn)法則是“5倍準(zhǔn)則”；即將要測(cè)量的信號(hào)最高頻率分量乘以5。這將會(huì)使在測(cè)量中獲得高于2%的精度。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，若不知道感興趣的信號(hào)帶寬，但是知道它的最快上升時(shí)間，大多數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)用下面的公式來(lái)計(jì)算關(guān)聯(lián)帶寬和儀器的上升時(shí)間：Bw=0.35/信號(hào)的最快上升時(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(hào)，顯示來(lái)自于多次信號(hào)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最高頻率，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(duì)照你的預(yù)算來(lái)評(píng)定通常要觀察信號(hào)的頻率成分。

4、采樣速率怎樣？

采樣速率定義為每秒采樣次數(shù)（S/s），指數(shù)字示波器對(duì)信號(hào)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(cè)較長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的慢變信號(hào)，則最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。
計(jì)算的采樣速率方法取決于所測(cè)量的波形的類型，以及示波器所采用的信號(hào)重建方式。
為了準(zhǔn)確地再現(xiàn)信號(hào)并避免混淆，奈奎斯定理規(guī)定：信號(hào)的采樣速率必須不小于其最高頻率成分的兩倍。然而，這個(gè)定理的前提是基于無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間和連續(xù)的信號(hào)。由于沒(méi)有示波器可以提供無(wú)限時(shí)間的記錄長(zhǎng)度，而且，從定義上看，低頻干擾是不連續(xù)的，所以采用兩倍于最高頻率成分的采樣速率通常是不夠的。實(shí)際上，信號(hào)的準(zhǔn)確再現(xiàn)取決于其采樣速率和信號(hào)采樣點(diǎn)間隙所采用的插值法。一些示波器會(huì)為操作者提供以下選擇：測(cè)量正弦信號(hào)的正弦插值法，以及測(cè)量矩形波、脈沖和其他信號(hào)類型的線性插值法。

　 有一個(gè)在比較取樣速率和信號(hào)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(guò)篩選以便在取樣點(diǎn)間重新生成），則（取樣速率/信號(hào)帶寬）的比值至少應(yīng)為4∶1。無(wú)正弦內(nèi)插時(shí)，則應(yīng)采取10∶1的比值。

5、屏幕刷新率多快？

　 所有的示波器都會(huì)閃爍。也就是說(shuō)，示波器每秒鐘以特定的次數(shù)捕獲信號(hào)，在這些測(cè)量點(diǎn)之間將不再進(jìn)行測(cè)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(gè)波形或周期內(nèi)，采樣輸入信號(hào)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(jí)別，且有著很大的變化范圍。高波形捕獲速率的示波器將會(huì)提供更多的重要信號(hào)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(dòng)、矮脈沖、低頻干擾和瞬時(shí)誤差的概率。

　 數(shù)字存儲(chǔ)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(gè)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(wàn)個(gè)波形，大大提高了捕獲間歇和難以捕捉事件的可能性，并能更快地發(fā)現(xiàn)信號(hào)存在的問(wèn)題。

6、存儲(chǔ)深度是多少？

存儲(chǔ)深度是示波器所能存儲(chǔ)的采樣點(diǎn)多少的量度。如果需要不間斷的捕捉一個(gè)脈沖串，則要求示波器有足夠的存儲(chǔ)器以便捕捉整個(gè)事件。將所要捕捉的時(shí)間長(zhǎng)度除以精確重現(xiàn)信號(hào)所須的取樣速度，可以計(jì)算出所要求的存儲(chǔ)深度，也稱記錄長(zhǎng)度。
　　 在正確位置上捕捉信號(hào)的有效觸發(fā)，通常可以減小示波器實(shí)際需要的存儲(chǔ)量。存儲(chǔ)深度與取樣速度密切相關(guān)。所需要的存儲(chǔ)深度取決于要測(cè)量的總時(shí)間跨度和所要求的時(shí)間分辨率?，F(xiàn)代的示波器允許用戶選擇記錄長(zhǎng)度，以便對(duì)一些操作中的細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。分析一個(gè)十分穩(wěn)定的正弦信號(hào)，只需要500點(diǎn)的記錄長(zhǎng)度；但如果要解析一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，則需要有一百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)或更多點(diǎn)的記錄長(zhǎng)度。

7、要求何種觸發(fā)？

示波器的觸發(fā)能使信號(hào)在正確的位置點(diǎn)同步水平掃描，決定著信號(hào)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。大多數(shù)通用示波器的用戶只采用邊沿觸發(fā)方式，但是其它觸發(fā)方式在某些應(yīng)用場(chǎng)合，例如對(duì)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的故障查尋是非常有用的。先進(jìn)的觸發(fā)方式可將所關(guān)心的事件分離出來(lái)，從而最有效地利用取樣速度和存儲(chǔ)深度。
　　 現(xiàn)今有很多示波器，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(hào)，如此先進(jìn)的觸發(fā)能力，在設(shè)置測(cè)試過(guò)程時(shí)提供了很大程度的靈活性，而且能大大地簡(jiǎn)化工作。

8、有多少通道？

　 對(duì)于通常的經(jīng)濟(jì)型故障查尋應(yīng)用來(lái)說(shuō)，需要的是雙通道示波器。然而，如果要求觀察若干個(gè)模擬信號(hào)的相互關(guān)系，將需要一臺(tái)4通道示波器。許多工作于模擬與數(shù)字兩種信號(hào)的系統(tǒng)的工程師也考慮采用4通道示波器。還有一種較新的選擇，即所謂混合信號(hào)示波器，它將邏輯分析儀的通道計(jì)數(shù)及觸發(fā)能力與示波器的較高分辨率綜合到具有時(shí)間相關(guān)顯示的單一儀器之中。

9、必須發(fā)現(xiàn)這些難以捉摸的異常現(xiàn)象嗎？

　 屏幕更新速率、波形捕獲方式、和觸發(fā)能力三個(gè)主要因素影響著示波器顯示日常測(cè)試與調(diào)試中所遇到的未知和復(fù)雜信號(hào)的能力。波形捕獲模式有以下幾種：采樣模式、峰值檢測(cè)模式、高分辨率模式、包絡(luò)模式、平均值模式等。屏幕更新速率給出的是關(guān)于示波器對(duì)信號(hào)和控制的變化反應(yīng)有多快的概念，而峰值檢測(cè)有助于在較慢的信號(hào)中捕捉快速信號(hào)的峰值。最好的辦法是看看示波器對(duì)信號(hào)處理情況，觀察一下更新速率和峰值檢測(cè)的反應(yīng)，以確信這些功能并未因其它方面缺乏靈活性而受到損害。

10、示波器的指標(biāo)精度如何？

　 示波器的指標(biāo)有很多：如垂直靈敏度、掃描速度、增益精度、時(shí)間基準(zhǔn)、垂直分辨率、保修期等。

11、確定所需要的分析功能？

　　 數(shù)字示波器的最大優(yōu)點(diǎn)是它們能得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，且按一下按鈕即可實(shí)現(xiàn)各種分析功能。雖然可利用的功能因廠家和型號(hào)而異，但它們一般包括諸如頻率、上升時(shí)間、脈沖寬度等等的測(cè)量。某些數(shù)字示波器還提供快速傅里葉變換（FFT）功能。

12、探頭和附件如何？

　 容易忘記的一點(diǎn)是，當(dāng)安上探頭時(shí)，它就成為電路的一部分了。結(jié)果它將造成電阻性、電容性和電感性負(fù)載，使示波器呈現(xiàn)出與被測(cè)對(duì)象不同的測(cè)量結(jié)果。因此，針對(duì)不同應(yīng)用應(yīng)備有適當(dāng)?shù)奶结?，然后選擇其中一種，使負(fù)載效應(yīng)最小，使信號(hào)得到最精確的復(fù)現(xiàn)。由于SMT元件的發(fā)展，連接更因難。

13、能否不費(fèi)力地使用這臺(tái)示波器嗎？

　　很顯然，如果不能訪問(wèn)各種功能，或者要花很多時(shí)間去學(xué)習(xí)它們，那么這樣的示波器將價(jià)值不大。
14、示波器的數(shù)據(jù)管理和連接性怎樣？

　 對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析是非常重要的。將信息和測(cè)量結(jié)果在高速通信網(wǎng)絡(luò)中便捷地保存和共享也變得日益重要。
　　 示波器的互聯(lián)性提供對(duì)結(jié)果的高級(jí)分析能力并簡(jiǎn)化結(jié)果的存檔和共享。一些示波器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口（GPIB、RS-232、USB、以太網(wǎng)）和網(wǎng)絡(luò)通信模式提供一系列的功能和控制方式。

15、示波器是否可具有擴(kuò)展性？

示波器應(yīng)該能夠不斷地適應(yīng)需求的變化。一些示波器可以隨機(jī)擴(kuò)展：

• 增加通道的內(nèi)存以分析更長(zhǎng)的記錄長(zhǎng)度
• 增加面對(duì)具體應(yīng)用的測(cè)量功能
• 有一整套兼容的探頭和模塊，加強(qiáng)示波器的能力
• 同通用第三方的Windows兼容的分析軟件協(xié)同工作
• 增加附件，如電池組和機(jī)架固定件等。