示波器，以前稱為示波器，是一種以圖形方式顯示電信號并顯示這些信號如何隨時間變化的儀器。它通過連接傳感器來測量這些信號，傳感器是一種響應聲音、光和熱等物理刺激而產生電信號的設備。例如，麥克風是一種將聲音轉換為電信號的傳感器。

在這里，我們將涵蓋您需要了解的有關示波器的所有信息，從它的工作原理到如何找到合適的示波器。

示波器的歷史

1897 年，一位名叫 Karl Ferdinand Braun 的德國物理學家發明了陰極射線管，并隨之發明了第一臺示波器，幾十年后 AC Cossor 公司對其進行了擴展。1934 年，第一臺商用示波器由 General Radio 發布，成為第一臺在實驗室以外使用的示波器。1946 年，Howard Vollum 和 Melvin Jack Murdock 創立了 Tektronix，該公司后來成為世界領先的示波器。從那時起，Tek 不斷發布創新的新技術，包括 1971 年的第一臺數字示波器和第一款示波器到云端的軟件解決方案——TekDrive—2020 年。示波器是任何工程師工作臺上的必備品，甚至在歷史上的著名電影中都有出現。您可以訪問 Tek 博物館網站，查看電影中示波器的完整列表。

示波器是做什么用的？

在設計、制造或修理電子設備時經常使用示波器。工程師使用示波器測量電氣現象并快速準確地解決測量挑戰，以驗證他們的設計或確認傳感器是否正常工作。

誰使用示波器？

科學家、工程師、物理學家、維修技術人員和教育工作者使用示波器來觀察信號隨時間的變化。汽車工程師可能會使用示波器將來自傳感器的模擬數據與來自發動機控制單元的串行數據相關聯。與此同時，醫學研究人員可能會使用示波器來測量腦電波。這種功能強大的儀器不乏應用。

示波器是如何工作的？

存在三種主要的示波器系統：垂直、水平和觸發系統。這些系統一起提供有關電信號的信息，因此示波器可以準確地重建它。下圖顯示了示波器的框圖。

第一級衰減或放大信號電壓，以優化信號幅度；這被稱為垂直系統，因為它取決于垂直比例控制。然后信號到達采集塊，其中模數轉換器 (ADC) 用于對信號電壓進行采樣并將其轉換為數字格式值。包含采樣時鐘的水平系統為每個電壓樣本提供精確的時間（水平）坐標。采樣時鐘驅動 ADC，其數字輸出作為記錄點存儲在采集存儲器中。觸發系統檢測輸入信號流中用戶指定的條件，并將其用作波形記錄中的時間參考。顯示滿足觸發條件的事件，以及事件之前或之后的波形數據。

示波器與數字萬用表與電壓表

示波器、數字萬用表、電壓表——有什么區別，它們可以互換嗎？電壓表測量電路中兩個節點之間的電位差。雖然數字萬用表也可以測量電壓，但它也可以測量電流和電阻。示波器顯示電壓如何隨時間變化。通常，隨著應用變得更加先進，儀器也會變得更加先進。

示波器測量什么？

簡單地說，示波器測量電壓波。在示波器屏幕上，Y 軸垂直顯示電壓，X 軸水平顯示時間。顯示器的強度或亮度有時稱為 Z 軸。生成的圖表可以告訴您有關信號的許多信息，包括：

 示波器測量什么

信號的時間和電壓值

振蕩信號的頻率

由信號表示的電路的“運動部件”

信號特定部分相對于其他部分出現的頻率

故障組件是否使信號失真

有多少信號是直流電 (DC) 或交流電 (AC)

信號的噪聲部分

噪聲是否隨時間變化

示波器的類型

示波器有兩種類型：模擬示波器和數字示波器。模擬示波器捕獲并顯示原始形式的電壓波形，而數字示波器使用模數轉換器以數字方式捕獲和存儲信息。在調試和設計方面，當今大多數工程師都使用數字示波器。數字示波器 通常分為五類，從較便宜的通用示波器到更復雜的示波器，這些示波器雖然更貴，但比更基本的型號提供高級功能和更高的精度。

示波器的種類有哪些

數字存儲示波器 (DSO)： 這是一種傳統的數字示波器，非常適合低重復率或單次、高速、多通道設計應用。

數字熒光示波器 (DPO)：  DPO 采用新的示波器架構方法，與 DSO 不同，它實時提供 Z 軸（強度）。DPO 是適用于廣泛應用的最佳通用設計和故障排除工具，通常用于高級分析、通信模板測試、間歇信號的數字調試、重復數字設計和定時應用。

混合信號示波器 (MSO)：  A DSO 的類型，MSO 設計用于顯示和比較模擬和數字信號。它是使用強大的數字觸發、高分辨率采集能力和分析工具快速調試數字電路的首選儀器。

混合域示波器 (MDO)： 這些示波器提供與混合信號示波器相同的功能，但還提供內置頻譜分析儀，在模擬和數字功能的基礎上增加了 RF 調試。

數字采樣示波器： 對于超高速信號分析，采樣示波器支持抖動和噪聲分析以及超低抖動采集。對于重復信號，它可以實現比其他示波器高10倍的帶寬和高速定時。

閱讀更多關于 示波器類型 和每種示波器特性的信息，以找到適合您應用的示波器。

如何選擇最好的示波器

在選擇合適的示波器時，需要考慮許多因素，包括帶寬、波形捕獲率、采樣率、上升時間、觸發能力和價格。就像相機的快門速度、照明條件和光圈都會影響其清晰準確地捕獲圖像的能力一樣，示波器的性能考慮因素也會顯著影響其實現所需信號完整性的能力。要詳細了解這些標準以及它們如何與您的應用相關，請閱讀我們關于 如何評估示波器的深入探討。