数字示波器基础知识
数字示波器及其简单原理图
数字示波器及其简单原理图数字示波器可以分为数字存储示波器（DSOs)、数字荧光示波器(DPOs）、混合信号示波器(MSOs）和采样示波器。
数字式存储示波器与传统的模拟示波器相比，其利用数字电路和微处理器来增强对信号的处理能力、显示能力以及模拟示波器没有的存储能力。
数字示波器的基本工作原理如上图所示当信号通过垂直输入衰减和放大器后，到达模-数转换器（ADC)。
ADC将模拟输入信号的电平转换成数字量，并将其放到存贮器中。
存储该值得速度由触发电路和石英晶振时基信号来决定。
数字处理器可以在固定的时间间隔内进行离散信号的幅值采样。
接下来，数字示波器的微处理器将存储的信号读出并同时对其进行数字信号处理，并将处理过的信号送到数—模转换器（DAC），然后DAC的输出信号去驱动垂直偏转放大器.DAC也需要一个数字信号存储的时钟，并用此驱动水平偏转放大器。
与模拟示波器类似的，在垂直放大器和水平放大器两个信号的共同驱动下，完成待测波形的测量结果显示。
数字存储示波器显示的是上一次触发后采集的存储在示波器内存中的波形，这种示波器不能实时显示波形信息。
其他几种数字示波器的特点，请参考相关书籍。
Agilent DSO-X 2002A 型数字示波器面板介绍该示波器有两个输入通道CH1和CH2，可同时观测两路输入波形。
选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。
选择通道2时，示波器仅显示通道2的信号。
选择双通道时，示波器同时显示通道1信号和通道2信号。
荧光屏（液晶屏幕）是显示部分。
屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。
操作面板上的各个按钮按下后，相应参数设置会显示在荧光屏上.开机后，荧光屏显示如下：测试信号时,首先要将示波器的地（示波器探笔的黑夹子）与被测电路的地连接在一起。
根据输入通道的选择，将示波器探头接触被测点（信号端）.按下Auto Scale,示波器会自动将扫描到的信号显示在荧光屏上。
数字示波器使用方法
数字示波器使用方法
数字示波器是一种用于观察电子信号波形的仪器，它可以帮助工程师和技术人员快速准确地分析电路中的电压信号。
本文将介绍数字示波器的基本使用方法，帮助您更好地掌握这一重要的仪器。
首先，使用数字示波器前需要确保设备连接正确。
将被测信号的输入端连接到示波器的输入端，确保极性正确，避免短路或损坏设备。
接下来，打开示波器并调整垂直和水平控制，使波形在屏幕上清晰可见。
调整示波器的垂直控制，可以改变波形的幅度，使波形在屏幕上占据适当的空间。
同时，可以调整示波器的水平控制，改变波形在时间轴上的位置，以便观察特定时间段内的波形变化。
另外，数字示波器还具有触发功能，可以帮助用户捕获特定条件下的波形。
通过调整触发控制，可以设置触发的电压水平、触发的边沿类型和触发的通道，以确保捕获到所需的波形。
在观察波形时，可以利用示波器的测量功能对波形进行分析。
示波器可以测量波形的频率、周期、峰峰值、均值等参数，帮助用户更全面地了解电路中的信号特性。
此外，数字示波器还具有存储和回放功能，可以将观察到的波形保存下来，以便后续分析和比较。
通过存储和回放功能，用户可以更方便地对波形进行详细的分析和研究。
最后，在使用完数字示波器后，需要注意关闭设备并将连接线缠绕整齐，以确保设备的安全和整洁。
另外，定期对数字示波器进行校准和维护，以保证其测量的准确性和稳定性。
总之，数字示波器是一种非常重要的电子测量仪器，掌握其基本使用方法对于工程师和技术人员来说至关重要。
通过本文的介绍，希望能够帮助您更好地理解和应用数字示波器，提高工作效率和准确性。
数字示波器的原理是怎样的呢
数字示波器的原理是怎样的呢数字示波器是一种电子测量仪器，它可以用来测量和显示电信号的波形、频率、幅度和相位等参数。
与模拟示波器相比，数字示波器具有采样频率高、带宽宽、测量精度高、测量速度快、易于使用和自动化处理等优点，已经成为现代电子工程师和科学家电路测量和分析的主要工具之一。
数字示波器的原理可以分为三个部分：信号采集、数字化和处理显示。
1.信号采集数字示波器的第一部分是信号采集。
它通常包括前置放大器、带通滤波器和采样电路。
前置放大器负责放大电信号，以便后面的电路可以带宽度为宽的信号进行采样。
带通滤波器负责去除在已定波形之外的杂散信号，以保证精度。
采样电路负责在一个定频率下对信号进行采样，并将采样后的信号发给数字化电路。
2.数字化数字示波器的第二部分是数字化。
在这个部分中，采集到的模拟信号需要被转换为数字信号，而数字量不能被直接读取，所以需要进行模拟信号转换。
转换过程使用了一种称为模数转换器的芯片。
这些器件使用一种称为时间分频的技术来将信号转换成数字。
它包括一个可编程时钟，通过改变其周期来确定采样速度，然后将采样电路输出的电压值进行比较，产生与信号幅值相对应的数字代码。
3.处理和显示数字示波器的最后部分是处理和显示。
在这个部分中，被数字化的信号将被处理以给出波形、幅度和频率等的有用信息。
通常，处理涉及下采样、插值、数学函数计算和存储等操作。
最终，处理好的波形数据将被显示在数字示波器的屏幕上。
这个过程可以通过编辑波形的颜色、增加标注和测量测量属性，轻松地操纵数据以获得需要的信息。
总的来说，数字示波器的原理是将输入的电信号转换成数字信号，然后对数字信号进行处理以获得波形、频率和幅度等的有效信息，最终将处理好的数据显示在数字示波器的屏幕上。
这种测量仪器已经成为现代电子工程师和科学家进行电路测量和分析的主要工具之一。
示波器基础(一)——示波器基础知识之一
示波器基础（一）——示波器基础知识之一1．1 说明和功能我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。
普通的电压表是在其度盘上移动的指针或者数字显示来给出信号电压的测量读数。
而示波器则与共不同。
示波器具有屏幕，它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间的变化，即波形。
示波器和电压表之间的主要区别是：1.电压表可以给出祥测信号的数值，这通常是有效值即RMS值。
但是电压表不能给出有关信号形状的信息。
有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率。
然而，示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况。
2.电压表通常只能对一个信号进行测量，而示波器则能同时显示两个或多个信号。
显示系统示波器的显示器件是阴极射线管，缩写为CRT，见图1。
阴极射线管的基础是一个能产生电子的系统，称为电子枪。
电子枪向屏幕发射电子。
电子枪发射的电子经聚焦形成电子束，并打在屏幕中心的一点上。
屏幕的内表面涂有荧光物质，这样电子束打中的点就发出光来。
图1 阴极射线管图电子在从电子枪到屏幕的途中要经过偏转系统。
在偏转系统上施加电压就可以使光点在屏幕上移动。
偏转系统由水平（X）偏转板和垂直（Y）偏转板组成。
这种偏转方式称为静电偏转。
在屏幕的内表面用刻划或腐蚀的方法作出许多水平和垂直的直线形成网络，称为标尺。
标尺通常在垂直方向有8个，水平方向有10个，每个格为1cm。
有的标尺线又进一步分成小格，并且还有标明0％和100％的特别线。
这些特别的线和标明10％和90％的标尺配合使用以进行上升时间的测量。
我们后面会讨论这个问题。
如上所述，受到电子轰击后，CRT上的荧光物质就会发光。
当电子束移开后，荧光物质在一个短的时间内还会继续发光。
这个时间称为余辉时间。
余辉时间的长短随荧光物质的不同而变化。
最常用的荧光物质是P31，其余辉时间小于一毫秒(ms).而荧光物质P7的余辉时间则较长，约为300ms，这对于观察较慢的信号非常有用。
P31材料发射绿光，而P7材料发光的颜色为黄绿色。
示波器及探头使用
示波器及探头使用公司目前使用的示波器以数字示波器为主，分为两类，一类是福禄克（FLUKE）数字示波器，另一类是泰克（Tektronix ）,另外还有一台建伍（KENWO0D）模拟示波器。
示波器在生产和研发中都是非常重要的一种仪器，而且也是非常昂贵的一种仪器，所以正确使用示波器不仅能提高工作效率，也能减小对示波器的不合理损耗。
一、示波器基础知识♦什么叫示波器？示波器本质上是一种图形显示设备，它描绘电信号的图形曲线。
在大多数应用中，呈现的图形能够表明信号随时间的变化过程：垂直（Y）轴表示电压，水平（X）轴表示时间。
有时称亮度为Z轴。
这一简单的图形能够说明信号的许多特性，例如：信号的时间和电压值振荡信号的频率信号所代表电路的“变化部分” 信号的特定部分相对于其他部分的发生频率是否存在故障部件使信号产生失真信号的直流值（DC）和交流值（AC）信号的噪声值和噪声是否随时间变化。
♦波形测量频率和周期不断重复的信号具有频率特性。
频率的单位是赫兹（Hz）,表示一秒时间内信号重复的次数。
成为周期每秒。
重复信号也具有周期特性，即信号完成一个循环所需要的时间量。
周期和频率互为倒数关系，即1/ 周期等于频率，同理1/ 频率等于周期。
电压电压是电路两点间的电势能或信号强度。
有时把地线或零电压作为参考点。
如果测量的是波形从最高峰值到最低峰值的电压值，则称为电压的峰值- 峰值。
幅度幅度是指电路两点间电压量。
幅度通常指被测信号以地或零电压为参考时的最大电压。
其他有些示波器还提供了测量相位、占空比、延时、上升时间等的功能。
♦示波器的分类模拟示波器本质上，模拟示波器工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。
示波器屏幕通常是阴极射线管（CRT。
电子束投到荧幕的某处，屏幕后面总会有明亮的荧光物质。
当电子束水平扫过显示器时，信号的电压是电子束发生上下偏转，跟踪波形直接反映到屏幕上。
在屏幕同一位置电子束投射频度越大，显示得也越亮。
数字示波器基础知识
206实验室
1 示波器发展 2 示波器基本概念及原理 3 RIGOL示波器
青岛科技大学物 理 实验Pa中ge1心1
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
波的组成
206实验室
正弦波是波形的基本组成，任何非正弦波都可 视成是基波和无数不同频率的谐波分量组成。
例如：方波是由基波以及3，5，7，9……次 谐波分量递加而成。
带宽不够通常会产生什么明显后果？
高频信号幅度下降 信号高频成分消失（也有好处，抑制噪声）
青岛科技大学物 理 实验Pa中ge1心9
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
采样率
206实验室
指示波器按照一定的时间间隔将模拟信号转换为数 据，并且顺序存储的过程。
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
带宽
206实验室
示波器带宽的经验公式:BW ＝ 0.35 / △ t （保证信号的上升时间足够快）
90％
△t
10％
青岛科技大学物 理 实验Pa中ge1心8
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
带宽
206实验室
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
示波器发展史
虚拟示波器
利用计算机资源做数 据处理和显示
体积小巧 可通过互联网进行远
程控制
206实验室
青岛科技大学物 理 实验Pa中ge1心0
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
讲座内容
采样率 = 1 / △t
△t
示波器使用基础知识
示波器使用基础知识示波器（Oscilloscope）是一种用于观测和测量电信号波形的仪器，是电子实验室和工程师常用的工具之一、它能够显示电压随时间变化的波形图，并可以用于分析信号的频率、幅度、相位等特性。
本文将介绍示波器的基础知识，包括工作原理、种类、操作方法等内容。
一、示波器的工作原理示波器的工作原理基于信号的采样和显示。
当被测信号通过示波器的输入通道时，示波器会对信号进行采样，并将采样结果通过电子束扫描的方式显示在屏幕上，形成波形图。
示波器的核心部件是电子束管，它是一种真空管，内部包含有阴极、聚焦剂、水平和垂直偏转板等。
当示波器接收到信号后，会对电子束施加水平和垂直的偏转电压，使电子束在屏幕上形成波形图。
二、示波器的种类示波器根据使用范围、性能特点等因素可以分为不同的种类。
常见的示波器包括：1.模拟示波器：采用电子束管显示波形图，具有较高的输入动态范围和带宽，适用于高频、高速的信号测量。
2.数字示波器：采用数字方式对信号进行采样和处理，并通过液晶显示屏显示波形图。
数字示波器可以对波形进行数学运算、存储、触发等操作，适用于对信号进行更复杂的分析和处理。
3.存储示波器：能够将波形数据存储在内部存储器中，并可以通过接口输出到计算机进行进一步分析和处理。
4.扫描示波器：通过扫描方式显示多个信号的波形图，适用于多通道信号的观测和比较。
三、示波器的操作方法1.连接电源和信号源：示波器通常需要连接外部电源，并通过输入通道接收被测信号。
在连接信号源时，需要注意信号源的适配性和匹配阻抗。
2.调节水平和垂直控制：示波器的水平和垂直控制可以调节波形图的位置和大小。
水平控制可以调整波形图的水平偏移和触发位置，垂直控制可以调整波形图的幅度和灵敏度。
3.设置触发模式：示波器可以设置触发模式以稳定地显示波形图。
触发模式可以根据信号的上升沿、下降沿、脉冲宽度等进行设置。
4.进行波形显示和分析：根据需要可以选择采样率和时间基准进行波形显示。
数字示波器的使用技巧与调试方法
数字示波器的使用技巧与调试方法数字示波器（Digital Oscilloscope）是一种广泛应用于电子领域的电测仪器，它能够以波形图的形式显示电压信号随时间变化的情况。
在电路设计、故障分析、信号调试等工作中，数字示波器起到了至关重要的作用。
本文将介绍数字示波器的使用技巧与调试方法，以帮助读者更好地利用数字示波器进行电路分析与调试。
一、数字示波器的基本知识在使用数字示波器前，需要了解一些基本知识。
首先是数字示波器的主要参数，包括带宽、采样率、垂直灵敏度、水平时间基准等。
带宽决定了示波器可以显示的最高频率，采样率则决定了示波器对输入信号的采样精度。
垂直灵敏度指示波器在垂直方向上能够分辨的最小电压变化，水平时间基准则决定了示波器横向显示的时间范围。
其次是触发模式的选择，示波器的触发功能能够帮助我们获取稳定的波形显示。
触发模式有边沿触发、脉宽触发、视频触发等多种选择，根据实际需求选择适合的触发模式可以提高测量精度。
二、数字示波器的使用技巧1. 利用标记功能测量波形参数数字示波器通常具有标记、测量、存储等功能，其中标记功能能够帮助我们直接测量波形的特征参数，如峰值、频率、占空比等。
通过标记功能，我们可以快速获取波形的相关信息，提高工作效率。
2. 利用存储功能对波形进行比较数字示波器通常具有存储波形的功能，通过存储功能，我们可以将不同时间段的波形进行比较。
这对于故障分析和信号调试非常有帮助。
通过比较不同波形之间的差异，我们可以更准确地分析出故障原因或者优化信号质量。
3. 使用自动测量功能数字示波器通常具有自动测量功能，通过自动测量功能，我们可以一次性获取多个波形参数，快速分析波形特征。
在处理大量数据时，自动测量功能能够提高测量效率，降低误差。
4. 调整触发角度和触发电平触发功能在数字示波器中起到了至关重要的作用，通过合适的触发设置，我们能够获取到稳定的波形。
对于周期性波形，可通过调整触发角度和触发电平来锁定所需的波形。
数字示波器原理
数字示波器原理
数字示波器是一种用于显示电信号波形的仪器，通过将电信号转换为数字信号并进行处理，最终在屏幕上显示出波形图形。
数字示波器的主要原理包括采样、模数转换、数据存储和显示。
首先，数字示波器通过采样器将连续的电信号离散化为一系列的采样点。
采样率是指每秒钟采样的次数，通常以赫兹（Hz）表示。
采样率越高，信号的细节就越清晰，但同时也会增加数据处理的复杂性和存储空间的需求。
接下来，模数转换器将采样的模拟信号转换为数字信号，以便进行后续的数字处理。
这里的模数转换器通常采用了先进的集成电路技术，能够高效地将模拟信号转换为数字形式。
数据存储是数字示波器中的一个重要环节。
采样得到的一系列数字信号将被存储在内存中，以便进行后续的处理和显示。
内存的大小决定了数字示波器能够存储的信号波形的长度。
最后，数字示波器通过显示器将处理后的数字信号转换为可见的波形图形。
这一过程涉及到数据解码和图像生成，数字示波器能够将存储的数字信号以合适的时间轴和幅度比例显示出来。
用户可以通过控制按钮和旋钮来调整显示的波形图形，以获得所需的信号细节。
总的来说，数字示波器利用了数字技术和信号处理算法，能够高效地采集、转换和显示电信号的波形图形。
与传统的模拟示
波器相比，数字示波器具有采样率高、噪声低、操作简便等优势，因此在电子工程领域得到了广泛的应用。
数字示波器原理及应用
数字示波器原理及应用
数字示波器是一种用来显示和记录电压信号波形的仪器。
它通过将输入的模拟电信号进行采样和量化，然后将其转换成数字信号，最后通过数码显示器显示出来。
数字示波器的工作原理是基于采样和量化的过程。
当输入信号经过示波器的探头时，探头会将信号转换成电压信号，并将其送入数字示波器的输入端。
输入信号经过模拟到数字（A/D）转换器后，会被离散化成一系列的样本点，然后这些样本点会被存储在示波器的内存中。
数字示波器内部有一个时钟，它会以一定的速率重新采样已存储的样本点，并将它们转换成数字形式，然后通过数码显示器显示出来。
通过控制时钟的速率，我们可以调整示波器的时间和幅度的比例。
数字示波器广泛应用于各种领域，包括电子设备维修、电路设计、通信工程等。
它具有以下几个优势：
1. 高精度和高灵敏度：数字示波器的采样精度可以达到很高，可以准确地显示电压信号的波形，帮助工程师快速定位和解决故障。
2. 多种波形显示模式：数字示波器可以以不同的显示模式显示波形，例如点与点之间的连线、柱状图和连续曲线等，这使得工程师可以更直观地观察信号的变化。
3. 数据存储和分析：数字示波器可以将采集到的波形数据保存在内存中，并可以随时回放和进行数据分析，方便后续处理和研究。
4. 触发功能：数字示波器具有触发功能，可以设置触发条件，当输入信号满足预设条件时，示波器会自动捕获并显示波形，帮助工程师更好地分析信号。
总之，数字示波器是一种功能强大的仪器，它通过数字技术实现了对模拟信号的显示和分析，广泛应用于各种电子设备的调试和维修工作中。
数字示波器的正确使用方法与注意事项
数字示波器的正确使用方法与注意事项数字示波器是一种广泛应用于电子领域的测量仪器，它能够将电信号转换为数字信号，并显示在屏幕上，以便我们对电路进行分析和故障排查。
然而，要正确使用数字示波器并避免一些常见的错误，我们需要注意以下几点。
第一，正确选择示波器的带宽和采样率。
带宽决定了示波器能够捕捉到的最高频率信号，选择适合的带宽可以保证测量结果的准确性。
采样率则决定了示波器对信号的精细度，一般要满足奈奎斯特采样定理，即采样率应该大于信号最高频率的2倍。
第二，合理设置示波器的触发模式和触发电平。
触发模式可以是边沿触发、脉宽触发等，根据具体需求选择合适的模式。
触发电平的设置能够帮助我们稳定地捕捉到信号的特定部分，例如上升沿、下降沿等。
关于触发条件的设置，要根据测量对象的特点进行合理调整，以确保触发到我们感兴趣的信号。
第三，选取适当的测量通道和探头。
示波器通常有多个输入通道，可以同时显示多个信号，如电压、电流、频率等。
选择合适的通道可以满足不同测量需求，并提高工作效率。
此外，探头的选择也非常重要，不同的探头有不同的频宽、阻抗等特性，要根据实际测量情况选择合适的探头，以保证信号的准确采集。
第四，合理调整示波器的水平和垂直缩放。
水平缩放用于调整时间轴的显示范围，垂直缩放则是调整电压轴的显示范围。
通过合理的缩放调整，我们可以更清晰地观察到信号的细节，并进行更精确的测量。
第五，注意示波器的地线连接。
示波器的地线应该正确接地，并与被测电路的地线相连，以确保测量的准确性和稳定性。
错误的地线连接可能导致测量误差和干扰。
第六，避免过量测量。
在使用示波器进行测量时，过量的测量可能会增加电源负荷和损坏测量对象。
因此，在进行高电压或高电流测量时，要确保示波器的测量范围能够覆盖被测信号，以避免过量测量的问题。
最后，及时校准示波器。
由于使用时间的长短或环境因素的影响，示波器的测量精度可能会有所下降，因此应定期对示波器进行校准，以确保测量结果的准确性。
数字示波器 原理
数字示波器原理
数字示波器是一种用于测量和显示电信号的仪器。
它通过将电信号转换为数字信号，并使用数字信号处理技术对信号进行处理和分析，最终将信号以波形的形式显示在示波器的屏幕上。
数字示波器的工作原理可以简单分为以下几个步骤：
1. 采样：通过示波器的输入端，将需要测量的电信号输入到示波器中。
示波器内部的采样系统根据预设的采样率，以固定间隔对输入信号进行采样，通常采用的是等间隔采样。
2. 数字化：采样后的模拟信号需要经过模数转换，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换器将模拟信号按照一定的位数进行采样并量化，将连续的模拟信号转化为数字表示。
3. 存储：模数转换后的数字信号需要存储在示波器的内存中，以便后续处理和显示。
示波器的存储器容量决定了示波器能够存储的样本点数量，从而决定了示波器的时间分辨率。
4. 处理和显示：示波器对存储的数字信号进行处理和分析，以获取所需的各种波形参数，例如幅度、频率、相位等。
处理后的信号通过数字信号处理器进行运算，并通过显示器显示出来。
示波器一般配备有高分辨率的显示屏幕，能够以较高的更新速率实时显示采样到的波形。
数字示波器相比于模拟示波器具有更多的优势，如可以实现更高的采样率、更高的垂直分辨率、更低的噪声水平等。
并且数
字示波器还能够记录并回放信号波形，方便进行详细的分析和故障排查。
因此，数字示波器在电子、通信、自动化等领域得到广泛应用。
示波器基础知识.
仪器显示的信号上升时间＝ 3.5ns2＋0.7ns2 ＝3.5692ns
测量误差＝（3.569ns－3.5ns）/ 3.5ns＝0.0198＝2％ （选择示波器的5倍法则）
5 倍准则 (The 5 times rule)
带宽与最高频率
RIGOL
示波器所需带宽＝被测信号的频率× 5
示 波 器 带 宽
波
几种典型的波
RIGOL
调幅波
调幅又程为振幅调制。它是用调幅信号去控制高频载 波的振幅V，使其随调制信号的变化而变化。
调幅波
波
载波
F(t)=E(1+mcosΩ t)cosabt
调制波
RIGOL
调频波
调频又称频率调制。它是用调制信号去控制高频载波 信号的角频率，使其随调试信号变化而变化。
调幅波
波
载波
RT(上升时间)＝0.35/BW
示 BW系统＝ BW示波器2＋BW探头2 RT系统＝ RT示波器2＋RT探头2 波
器 RT测量＝ RT系统2＋RT信号2
误差（RT）＝（ RT信号－ RT测量）/ RT信号
带
宽
由上式可知，当探头带宽过低时（低于示波器的带宽）将影响到
整个测量系统的带宽，从而影响信号的一些测量参数的精确度。
种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本种类。
示 用途
波
电压表，电流表，功率计
器 概
频率计，相位计
述
脉冲特性，阻尼振荡
应用
电子，电力，电工
压力，振动，声，光，热，磁
对象
高校实验室，研发单位，生产企业，维修团体
示波器类型
RIGOL
模拟示波器
示
数字存储示波器＝数字示波器
数字示波器工作原理
数字示波器工作原理
数字示波器是一种测量电信号波形的工具，它通过使用模数转换器将连续的电信号转换为数字信号，并在显示屏上显示出波形。
数字示波器的工作原理是：首先，它通过连接信号源和示波器的输入端口来接收待测信号。
接着，待测信号将进入示波器的前置放大器，该放大器会放大信号的幅度，以便更好地观察信号波形。
接下来，前置放大器输出的信号通过采样电路，即模数转换器（ADC），将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC
以高速率采样输入信号，并将每个采样点的模拟电压转换为数字表示。
数字信号然后通过示波器的处理单元进行处理，包括数学运算、特定功能的应用等。
示波器的处理单元能够对信号进行各种操作，如幅值测量、频率测量、相位测量、FFT变换等，从而提供更多有用的信息。
最后，处理后的数字信号将发送到示波器的显示单元，即显示屏上。
显示单元会将数字信号转换为可视化的波形，并以可视化的方式呈现给用户。
用户可以通过观察屏幕上的波形来分析信号的性质和特点。
总的来说，数字示波器是通过将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，然后对数字信号进行处理和显示来实现测量电信号
波形的功能。
它不仅具有高精度和高可靠性，还能提供更多的功能和操作选项，以满足用户的需求。
数字示波器的基本原理
数字示波器的基本原理数字示波器（Digital Oscilloscope，简称DSO）是一种用于测量和显示电压信号随时间变化的仪器。
它将输入的模拟电压信号经过采样和转换，转化为数字信号进行处理和显示。
数字示波器的基本原理是首先将输入的模拟信号经过模拟前端，包括放大、滤波等处理，然后将模拟信号转换为数字信号。
这个过程是通过采样和量化来实现的。
采样是指周期性地对输入信号进行测量，将连续的模拟信号转化为离散的样本，即在固定的时间间隔内获取一串离散的电压值。
量化则是指将采样得到的连续电压值转化为离散的数值，将其映射到一个特定的数字编码上，这个数字编码代表了该采样时刻的电压值。
采样定理是数字示波器采样过程的基础。
根据采样定理，对于输入信号具有的最高频率f_max，需要以大于其两倍的采样频率f_s进行采样，即f_s>2*f_max。
这是为了避免采样过程中出现混叠现象，保证采样后的数字信号能够准确地还原输入信号的频率特性。
数字示波器还包括一块内存区域，用于存储连续的采样值。
当一次采样完成后，数字信号会按照一定的速率（采样率）传递到内存中，然后在显示屏上逐点绘制出电压随时间变化的图形。
为了实现快速的显示更新，数字示波器通常使用硬件加速技术和缓存机制来提高显示帧率和响应速度。
除了基本的波形显示功能，数字示波器还常常具备触发功能，用于捕捉特定的波形事件。
通过设置合适的触发条件，可以指定在特定电压、时间等条件下进行采样和显示。
触发功能可以帮助用户抓取并显示稳定的波形信号，从而更好地进行信号分析和故障诊断。
综上所述，数字示波器的基本原理包括模拟信号处理、采样和量化、存储和显示等过程，使得用户能够通过数字形式直观地观察和分析电压信号的变化。
数字示波器基础原理知识讲解共49页文档
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45பைடு நூலகம்自己的饭量自己知道。——苏联
数字示波器基础原理知识讲解
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
示波器原理,条件,方法
示波器原理,条件,方法示波器原理、条件和方法示波器是一种用于显示电信号波形的仪器，它利用电子技术和光学原理来观察和测量电信号的变化。
示波器广泛应用于电子工程、通信、医学等领域，可用于测量频率、幅值、相位等参数。
下面将从示波器的原理、使用条件和常用方法三个方面进行介绍。
一、示波器的原理示波器的基本原理是利用电子束在荧光屏上产生亮度变化的原理来显示电信号的波形。
当电信号进入示波器后，经过放大、滤波等处理后，被连接到电子枪的垂直偏转板和水平偏转板上。
电子枪会发射出一束高速电子，经过垂直和水平偏转板的作用，电子束在荧光屏上形成一个点。
由于电信号的变化，垂直和水平偏转板会控制电子束的位置，从而在荧光屏上显示出相应的波形。
二、示波器的使用条件示波器的使用条件主要包括以下几个方面：1. 输入信号的频率范围应在示波器的测量范围之内。
示波器一般会标注其最高可测量的频率范围，用户在选择示波器时需要根据实际需要来确定。
2. 输入信号的幅度范围应在示波器的测量范围之内。
如果输入信号的幅度超过示波器的测量范围，可能会导致显示不准确甚至损坏示波器。
3. 输入信号的波形形状应与示波器的测量模式匹配。
示波器一般支持多种测量模式，如正弦波、方波、脉冲等，用户需要选择合适的测量模式来保证测量结果的准确性。
三、示波器的常用方法示波器作为一种测量仪器，有多种常用方法可以用来观察和测量电信号的波形。
以下是一些常用的方法：1. 垂直调节：通过调节示波器的垂直偏移、增益和衰减等参数，可以使波形在荧光屏上居中、放大或缩小，以便更好地观察和测量。
2. 水平调节：通过调节示波器的水平扫描速度和水平偏移等参数，可以改变波形在时间轴上的显示位置和速度，以便更好地观察和测量波形的周期和相位。
3. 触发设置：通过设置示波器的触发模式、触发电平和触发源等参数，可以使波形在荧光屏上稳定显示，以便更好地观察和测量。
4. 自动测量：示波器一般提供自动测量功能，可以自动测量波形的频率、幅值、占空比等参数，方便用户进行快速测量和分析。
[全]数字示波器操作—基础篇
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数字示波器操作—基础篇示波器基本功能将电信号转换为可以观察的视觉图形，以便人们观测。
若利用传感器将各种物理参数转换为电信号后，可利用示波器观测各种物理参数的数量和变化。
.示波器的种类示波器可分为两大类：模拟式示波器和数字式是示波器。
模拟式示波器以连续方式将被测信号显示出来。
.数字示波器首先将被测信号抽样和量化，变为二进制信号存贮起来，再从存贮器中取出信号的离散值，通过算法将离散的被测信号以连续的形式在屏幕上显示出来。
图1图2图3示波器触发调节的作用当触发调节不当时，显示的波形将出现不稳定现象。
所谓波形不稳定，是指波形左右移动不能停止在屏幕上，或者，出现多个波形交织在一起，无法清楚地显示波形。
触发调节是示波器操作的难点和易错点，触发部分调节的关键是正确选择触发源信号。
触发源选择原则单路测试时，触发源必须与被测信号所在通道一致，例如，Y通道CH1测试时触发源必须选CH1，否则波形将不稳定。
两个同频信号双路测试时，应选信号强的一路为触发信号源。
两个有整倍数频率关系的信号，应选频率低的一路作为触发信号源。
两路没有整倍数频率关系的信号，无法同时稳定显示，除非用存储方式。
校准信号的作用示波器提供一个频率为1KHZ,电压为3V的校准信号，其作用是：①可以用于检查示波器自身的测量是否准确。
②可以检查输入探头是否完好。
③当使用比较法测量其他信号时，体统一个标准作为参考信号。
面包板内部结构及使用优点面包板是由于板子上有很多小插孔，专为电子电路的无焊接实验设计制造的。
优点：由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。
图1（红线表示有金属条连接的孔）板底有金属条，在板上对应位置打孔使得原件插入孔中时能够与金属条接触，从而达到导电目的。
一般将每5个孔板用一条金属条连接。
图2板子中央一般有一条凹槽，这是针对需要集成电路、芯片试验而设计的。
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数字示波器基础知识耦合耦合控制机构决定输入信号从示波器前面板上的BNC输入端通到该通道垂直偏转系统其它部分的方式。
耦合控制可以有两种设置方式，即DC耦合和AC耦合。
DC耦合方式为信号提供直接的连接通路。
因此信号提供直接的连接通路。
因此信号的所有分量（AC 和：DC）都会影响示波器的波形显示。
AC耦合方式则在BDC端和衰减器之间串联一个电容。
这样，信号的DC分量就被阻断，而信号的低频AC分量也将受阻或大为衰减。
示波器的低频截止频率就是示波器显示的信号幅度仅为其直实幅度为71％时的信号频率。
示波器的低频截止频率主要决定于其输入耦合电容的数值。
和耦合控制机构有关的另一个功能是输入接地功能。
这时，输入信号和衰减器断开并将衰减器输入端连至示波器的地电平。
当选择接地时，在屏幕上将会看到一条位于0V电平的直线。
这时可以使用位置控制机构来调节这个参考电平或扫描基线的位置。
输入阻抗多数示波器的输入阻抗为1MΩ和大约25pF相关联。
这足以满足多数应用场合的要求，因为它对多数电路的负载效应极小。
有些信号来自50Ω输出阻抗的源。
为了准确的测量这些信号并避免发生失真，必须对这些信号进行正确的传送和端接。
这时应当使用50Ω特性阻抗的电缆并用50Ω的负载进行端接。
某些示波器，如PM3094和PM3394A，内部装有一个50Ω的负载，提供一种用户可选择的功能。
为避免误操作，选择此功能时需经再次确认。
由于同样的理由，50Ω输入阻抗功能不能和某些探头配合使用。
相加和反向简单的把两个信号相加起来似乎没有什么实际意义。
然百，把两个有关信号之一反向，再将二者相加，实际上就实现了两个信号的相减。
这对于消除共模干扰（即交流声），或者进行差分测量都是非常有用的。
从一个系统的输出信号中减去输入信号，再进行适当的比例变换，就可以测出被测系统引起的失真。
由于很多电子系统本身就具有反向的特性，这样只要把示波器的两个输入信号相加就能实现我们所期望的信号相减。
带宽示波器最生根的技术指标就是带宽。
示波器的带宽表明了该示波器垂直系统的频率响应。
示波器的带宽定义为示波器在屏幕上能以不低于真实信号3dB的幅度来显示信号的最高频率。
图5表示出一个100MHz示波器的典型频率响应曲线。
图5 一台典型为100MHz示波器的频率响应曲线（简化的曲线和实际的曲线）出于现实的理由，通常把带宽想象成为频响曲线一直平坦延伸至其截止频率，然后从该频率以－20dB/+倍频程的斜率下降。
当然，这是一种简化的考虑。
实际上，放大器的灵敏度从较低的频率就开始下降，百在其截止频率达到－3dB。
图5中中同时给出了简化的频率响应曲线和实际的频率响应曲线。
数字存储你可能还记得，第一章中我们谈到，普通模拟示波器CRT上的P31荧光物质的余辉时间小于1ms。
在有些情况下，使用P7荧光物质的CRT能给出大约300ms的余辉时间。
只要有信号照射荧光CRT就将不断显示信号波形。
而当信号去掉以后使用P31材料的CET上扫迹迅速变暗，而使用P7材料的CRT上扫迹停留时间稍长一些。
那么，如果信号在一秒钟内只有几次，或者信号的周期为数秒至珍长，甚至于信号只发生一次，那又将会怎么样呢？在这种情况下，使用我们上面介绍过的模拟示波器则几乎乃至于完全不能观察这些信号。
因此我们需要找到在荧光物质上保持信事情轨迹的方法。
为达到这一目的而采用的一种老式方法是使用一种称为存储示波管的特殊CRT。
这种示波管的荧光物质后面装有栅网，通过在栅网上充载电荷的方法存贮电子束的路径。
这种示波管价格很昂贵又比较脆弱，并且只能耐有限的时间内保持轨迹。
数字存储的方法克服了所有这些缺点，并且还带来了很多附加的特色，下面列出部分特点：·可以显示大量的预触发信息。
·可通通过使用光标和不使用光标的方法进行全自动的测量。
·可以长期贮存波形。
·可以在打印机或绘图仪上制作硬考贝以供编制文件之用。
·可以翻新采集的波形和操作人员手工或示波器全自动采集的参考波形进行比较。
·可以按通过/不通过的原则进行判断。
·波形信息可用数学进行处理。
何谓数字存储从字意上不难看出，所谓数字存储就是在示波器中以数字编码的形式来贮存信号。
当信号进入数字存储示波器，或称DSO以后，在信号到达CRT的偏转电路之前（图18），示波器将按一定的时间间隔对信号电压进行采样。
然后用一个模/数变换器（ADC）对这些瞬时值或采样值进行变换从而生成代表每一个采样电压的二进制字。
这个过程称为数字化。
图18 数字存储示波器的方框图获得的二进制数值贮存在存储器中。
对输入信号进行采样的速度称为彩样速率。
采样速率由采样时钟控制。
对于一般使用情况来说，采样速率的范围从每秒20兆次（20MS/s）到200MS/s。
存储器中贮存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形。
所以，在DSO中的输入信号接头和示波器CRT之间的电路不只是仅有模拟电路。
输入信号的波形在CRT上获得显示之前先要存贮到存储器中去我们在示波器屏幕上看到的波形总是由所采集到数据重建的波形，而不是输入连接端上所加信号的立即的、连接的波形显示。
采样和数字化数字存储分两步来实现。
第一步，获取输入电压的采样值。
这是通过采样及保持电路来完成的，见图19。
图19 基本的采样保持电路当开关S闭合时，输入放大器A1，通过开关S对保持电容进行充放电，而当开关S断开时保持电容上的电压就不再变化，缓冲放大器A2将此采样值送往模/数变换器（ADC），ADC则测量此采样电压值，并用数字的“字”的形式表示出来。
模/数字变换器围绕一组比较器而构成，见图20，每一个比较器都检查输入睬样电压是高于或低于其参考电压。
如果高于其参考电压则该比较器的输出为有效；反之则输出为无效。
图20 模数变换器基本电路各个比较器的参考电压彼此略有不同，这此参考电压都是用一个电阻链从一个基准电压源而得到的。
对于某一采样电压值来说，若干个比较器输出为有效，而其余的比较器输出为无效，接着ADC中的编码变换器就把该采样电压值变为一个“数字”，并将其送往数字存储器。
这种类型的ADC称为闪其速式（flash)模/数字变换器。
因为它能在“一闪”间把一个模拟输入电压变换为一个“数字”。
除此之外，还可以使用其它类型的模/数变换器，。
其模/数变换是由几步动作来完成的，但是其缺点是完成一个采样压的变换所需时间较长。
模/数变换器和垂直分辨率ADC通过把采样电压和许多参考电压进行比较来确定采样电压的幅度。
构成ADC所用的比较器越多，其电阻链越长，ADC可以识别的电压层次也赵多。
这个特性称为垂直分辨率，垂直分辨率越高，则示波器上的波形中可以看到的信号细节越小（见图21）。
图21 垂直分辨对显示波形的影响垂直分辨率用比特来表示，垂直分辨率就是构成输出的字的总比特数（即数字输出字的长度大小）。
这样ADC可以识别并进行编码的电压层次数可以用下式来计算：层次数=2比特数多数示波器使用比特的模/数变换器，所以能够按28=256个不同的电压层次来表示信号电平，这样就能够提供足够的细节以便研究信号和进行测量，在这种垂直分辨率下，可以显示的最小分辩率号步进值大约和CRT屏幕上光点的直径大小相同，代表采样电压值的一个ADC输出字包含8个比特，并称为一个字节。
在现实当中，增加垂直分辨率的限制因素之一是成本问题，在制造ADC时，输出字每多增加一个比特，就需要将所用的比较器数增加一倍并使用更大的编码变换器，这样一来就使得ADC电路在电路板上占据大一倍的芯片空间，并消耗多一倍的功率（这又将进一步影响周围电路）结果，增加垂直分辨率又带了价格的提高。
时基和水平的分辨率在数字存储示波器中，水平系统的作用是确保对输入信号采集足够数量的采样值，并且每个采样值取自正确的时刻，和模拟示波器一样，水平偏转的速度取决于时基的设置（s/格）。
构成一个波形的组全部的采样叫作一个记录，用一个记录可以重建一个或多个屏莫的波形，一个示波器可以贮存的采样点数称为记录长度或采集长度，记录长度用字节或千字节来表示，1千字节（1KB）等于1024个采样点。
通常，示波器沿着水平轴显示512采样点，为了便于使用，这些采样点以每格50个采样点的水平分辨率来进行显示，这就是说水平轴的长为512/50=10.24格。
据此，两个采样之间的时间间隔可按下式计算：采样间隔=时基设置（s/格）/采样点数若时基设置为1ms/格，且生格有50个采样，则可以计算出采样间隔为：采样间隔=1ms/50=20us采样速率是采样间隔的倒数：采样速率=1/采样间隔通常示波器可以显示的采样点数是固定的，时基设置的改变是通过改变采样速率来实现的，因此一台特定的示波器所给出的采样速率只有在某一特定的时时设置之下才是有效的。
在较低的时基设置之下，示波器使用的采样速率也比较低。
设有一台示波器，其最大采样速率为100MS/s那么示波器实际使用这一采样的速率的时基设置值应为时基设置值=50样点×采样间隔=50/采样速率=50/（100×106)=500ns/格了解这一时基设置值是非常重要的，因为这个值是示波器采集非重复性信号时的最快的时基设置，使用这个时基设置时示波器能给出其可能的最好的时间分辨率。
此时基设置值称为“最大单次扫描时基设置值”，在这个设置值之下示波器使用“最大实进采样速率”进行工作。
这个采样速率也就是在示波器的技术指标中所给出的采样速率。
实用上升时间在很多示波器应用场合，都要进行信叼开关我的测量，即测量上升时间和下降时间。
从第一章我们已经知道，示波器的上升时间决定了该示波器能够精密进行测量的最快瞬变我对于模拟示波器来说，上升时间特性。
对于模拟示波器来说，上升时间特性完全取决于示波器的模拟电路。
如果DSO，则示波器可以采集到的最快的瞬变特性不仅取决于其模拟电路，也取决于其时间分辨率。
为了正确的进行上升时间的测量，必须在我们关心的信号边缘上采集到足够的细节信息，这就是说，在瞬变期间必须采集很多采样点。
这个上升时间称为DSO的有用上升时间。
并且其时间值是时基设置值的函数。
最大捕捉频率及香农(Shannon)采样准则当人们最初探索将信号进行数字化的时候研究工作就已揭示，为了很好的恢复原来的信号，在进行信号数字化的时候就要求采样时钟的频率至少应为信号本身所包含的最高频率的两倍，这个要求通常称为香农采样定理。
然而，这项研究工作是针对通信应用领域而并非针对示波器为进行的，现在来看图22。
从图中看出。
当使用两倍于信号频率的采样时钟时。
信号频率确实可以恢复。
使用恰当的波形重建装置我们就可可得到和原始的波形十分相象的波形。
但是问题目的是这样简单吗？现在我们设想在进行波形的数字化时仍然使用相同的采样时钟，但是将采样点选在和原来略为不同的时刻，不定在信号的峰值点，这样一来，信号的幅度信息就会严重失误，甚至可能完全丢失，事实上。