示波器的原理和使用数据处理

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

中文名

示波器

外文名

oscilloscope

属性

电子测量仪器

应用学科

机械工程；电测量仪器仪表

领域

工程技术

快速

导航

分类

基本构成

基本原理

仪器分类

参数特征

常见故障现象及原因

测试应用

其他相关

简介

示波器是一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。

分类

按照信号的不同分类

模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子枪）电子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏幕上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就会发出光来。

数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后，数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器。

模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和超前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器的确从前台退到后台。

按照结构和性能不同分类

①普通示波器。电路结构简单，频带较窄，扫描线性差，仅用于观察波形。

②多用示波器。频带较宽，扫描线性好，能对直流、低频、高频、超高频信号和脉冲信号进行定量测试。借助幅度校准器和时间校准器，测量的准确度可达±5%。

③多线示波器。采用多束示波管，能在荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形，没有时差，时序关系准确。

④多踪示波器。具有电子开关和门控电路的结构，可在单束示波管的荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形。但存在时差，时序关系不准确。

⑤取样示波器。采用取样技术将高频信号转换成模拟低频信号进行显示，有效频带可达GHz级。

⑥记忆示波器。采用存储示波管或数字存储技术，将单次电信号瞬变过程、非周期现象和超低频信号长时间保留在示波管的荧光屏上或存储在电路中，以供重复测试。

⑦数字示波器。内部带有微处理器，外部装有数字显示器，有的产品在示波管荧光屏上既可显示波形，又可显示字符。被测信号经模一数变换器（A/D变换器）送入数据存储器，通过键盘操作，可对捕获的波形参数的数据，进行加、减、乘、除、求平均值、求平方根值、求均方根值等的运算，并显示出答案数字。

电子示波器的原理和应用评价与分析

示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

示波器的原理及应用--分类

数字和模拟的最主要的区别在于，数字存储式的示波器可以用于记录复杂的信号波并用于后期分析，即它可以象录音机一样把信号全录下来，然后将波形重放到屏幕上，比如分析一个总线上的数据信号是否正确就可以用它，而模拟示波器由于信号发出时也无法看清其变化，特别1和0不规则交替的数字信号，根本就无法分析，只能看到规则的波形。

(1):数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器的工作方式是通过模拟转换器(ADC)把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后，数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO)，数字荧光示波器(DPO)和采样示波器。

(2)：模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和超前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器的确从前台退到后台。

示波器的原理及应用--发展历史

廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代，雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具，泰克成功开发带宽10MHz的同步示波器，这是近代示波器的基础。五十年代半导体和电子计算机的问世，促进电子示波器的带宽达到100MHz。六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献，出现带宽6GHz的取样示波器、带宽4GHz的行波示波管、1GHz的存储示波管;便携式、插件式示波器成为系列产品。

示波器的原理及应用--应用领域

示波器，主要有以下几个方面：

1：教学运用，像普源这样的企业有专门的教学型号

2：维修机器，顾名思义，示波器就是把波形显示出来，观察波形的数据，找故障。

3：机器生产，任何一款有关电子产品的生产，都需要运用到示波器。

4：其他就很杂了，科研也好，军事也好，只要和电子有关的事情，都需要运用到示波器这一类型，形象点说，示波器就象一个魔镜一样，把我们肉眼看不到的电子信号形象的表达出来。

5:使用问题，现在数字示波器非常方便，只需按一个键就可以测出一些信号，非常适合初学者。

示波器的英语翻译 示波器用英语怎么说

示波器

[电子] oscilloscope更多释义

[网络短语]

示波器 oscilloscope;oscillograph;Oscilloscope

光线示波器 light beam oscillograph;Oscillograph;light oscillograph

双线示波器 dual trace oscillograph;dual trace oscilloscope;bifilar oscillograph

oscilloscope什么意思

oscilloscope

示波器

举例：

1

And debugging of digitial systems will also be built, using some important instruments such as oscilloscope and digital.

基础的测验和调试数字系统也将逐渐学习运用一些像示波器和万用表等很重要的仪器。

2

Finally, the virtual oscilloscope effect figure was depicted.

最后，给出了虚拟示波器的效果图。

3

The digital storage oscilloscope made of apple-ⅱ Microcomputer

用APPLE-Ⅱ微机做成数字存贮示波器

ads软件中的示波器是什么

什么是示波器？示波器的使用方法图解 转载

2017-07-25 22:00:19

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酸豆角姑娘

码龄7年

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摘要: 示波器，“人”如其名，就是显示波形的机器，它还被誉为“电子工程师的眼睛”。它的核心功能就是为了把被测信号的实际波形显示在屏幕上，以供工程师查找定位问题或评估系统性能等等。它的发展同样经历了模拟和数 …

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示波器，“人”如其名，就是显示波形的机器，它还被誉为“电子工程师的眼睛”。它的核心功能就是为了把被测信号的实际波形显示在屏幕上，以供工程师查找定位问题或评估系统性能等等。它的发展同样经历了模拟和数字两个时代，还是先来看图认识一下，如图1所示。

示波器

图1 模拟示波器、数字示波器、示波器探头

目前，模拟示波器也基本上被淘汰了，现在是数字示波器的天下。同理，我也将只以数字示波器为例来加以讲解。

数字示波器，更准确的名称是数字存储示波器，即DSO(Digital Storage Oscilloscope)。这个“存储”不是指它可以把波形存储到U盘等介质上，而是针对于模拟示波器的即时显示特性而言的。模拟示波器靠的是阴极射线管(CRT，即俗称的电子枪）发射出电子束，而这束电子在根据被测信号所形成的磁场下发生偏转，从而在荧屏上反映出被测信号的波形，这个过程是即时地，中间没有任何的存储过程的。而数字示波器的原理却是这样的：首先示波器利用前端ADC对被测信号进行快速的采样，这个采样速度通常都可以达到每秒几百M到几G次，是相当快的；而示波器的后端显示部件是液晶屏，液晶屏的刷新速率一般只有几十到一百多Hz；如此，前端采样的数据就不可能实时的反应到屏幕上，于是就诞生了存储这个环节：示波器把前端采样来的数据暂时保存在内部的存储器中，而显示刷新的时候再来这个存储器中读取数据，用这级存储环节解决前端采样和后端显示之间的速度差异。

很多人在***次见到示波器的时候，可能会被他面板上众多的按钮唬住，再加上示波器一般身价都比较高，所以对使用它就产生了一种畏惧情绪。这是不必要的，因为示波器虽然看起来很复杂，但实际上要使用它的核心功能——显示波形，并不复杂，只要三四个步骤就能搞定了，而现在示波器的复杂都是因为附加了很多辅助功能造成的，这些辅助功能自然都有它们的价值，熟练灵活的应用它们可以起到事半功倍的效果。作为初学者，我们先不管这些，我们只把它最核心的、最基本的功能应用起来即可。

示波器的使用图解

跟万用表类似，要使用示波器，首先也得把它和被测系统相连，用的是示波器探头，如图20-4所示。示波器一般都会有2个或4个通道（通常都会标有1～4的数字，而多余的那个探头插座是外部触发，一般用不到它），它们的低位是等同的，可以随便选择，把探头插到其中一个通道上，探头另一头的小夹子连接被测系统的参考地（这里一定要注意一个问题：示波器探头上的夹子是与大地即三插插头上的地线直接连通的，所以如果被测系统的参考地与大地之间存在电压差的话，将会导致示波器或被测系统的损坏），探针接触被测点，这样示波器就可以采集到该点的电压波形了（普通的探头不能用来测量电流，要测电流得选择专门的电流探头）。

接下来就要通过调整示波器面板上的按钮，使被测波形以合适的大小显示在屏幕上了。只需要按照一个信号的两大要素——幅值和周期（频率与周期在概念上是等同的）来调整示波器的参数即可，如图2所示。

示波器

图2 示波器幅值、时间轴旋钮

如上图，在每个通道插座上方的旋钮，就是调整该通道的幅值的，即波形垂直方向大小的调整。转动它们，就可以改变示波器屏幕上每个竖格所代表的电压值，所以可称其为“伏格”调整，如以下两幅对比图所示：左图是1V/grid，右图是500mV/grid，左图波形的幅值占了2.5个格，所以是2.5V，右图波形的幅值占了5个格，也是2.5V。推荐是将波形调整到右图这个样子，因为此时波形占了整个测量范围的较大空间，可以提高波形测量的精度，如图3所示。

示波器伏格调整对比图

示波器伏格调整对比图

图3 示波器伏格调整对比图

除了图3通常上方的伏格旋钮外，通常还会在面板上找到一个大小相同的旋钮（不一定像图20-6所示的位置），这个旋钮是调整周期的，即波形水平方向大小的调整。转动它，就可以改变示波器屏幕上每个横格所代表的时间值，所以可称其为“秒格”调整，如以下两幅对比图所示：左图是500us/grid，右图是200us/grid，左图一个周期占2个格，周期是1ms，即频率为1KHz，右图一个周期占5个格，也是1ms，即1KHz。这里就没有哪个更合理的问题了，具体问题具体对待，它们都是很合理的，如图4所示。

示波器秒格调整对比图

示波器秒格调整对比图

图4 示波器秒格调整对比图

很多时候只进行上述两项调整的话，是能看到一个波形，但这个波形却很不稳定，左右乱颤，相互重叠，导致看不清楚，如图5所示。

示波器触发电平调整不当的示意图

图5 示波器触发电平调整不当的示意图

这就是因为示波器的触发没有调整好的缘故，那么什么是触发呢？简单点理解，所谓触发就是设定一个基准，让波形的采集和显示都围绕这个基准来。最常用的触发设置是基于电平的（也可基于时间等其它量，道理相同），大家看下上面的几张波形图，在左侧总有一个T和一个小箭头，T是触发的意思，这个小箭头指向的位置所对应的电压值就是当前的触发电平。示波器总是在波形经过这个电平的时候，把之前和之后的一部分存储并最终显示出来，于是就能看到图4、5所示的波形。如图6所示，我们可以看到，无论如何波形也不会经过T所指的位置，即用永远达不到触发电平，所以失去了基准的波形看上去就不稳定了。怎么调节这个触发电平的位置呢，在示波器面板上找一个标了Trigger的旋钮，如下图，转动这个旋钮就可以改变这个T的位置了。

示波器触发旋钮

图6 示波器触发旋钮

除了可以改变触发电平的值以外，还可以设置触发的方式：比如选择上升沿还是下降沿触发，也就是选择让波形向上增加的时候经过触发电平还是向下减小的时候经过触发电平来完成触发，这些设置一般都是通过Trigger栏里的按钮和屏幕方便的菜单键来完成。

只要经过上述的这三四步，你就可以把示波器的核心功能应用起来了，可以用它观察单片机系统的各个信号了。比如说上电后系统不运行，就用它来测一下晶振引脚的波形正常与否吧。需要注意的是，晶振引脚上的波形并不是方波，而是更像正弦波，而且晶振的两个脚上的波形是不一样的，一个幅值小一点的是作为输入的，一个幅值大一点的是作为输出的，如图7所示。

示波器实测的晶振波形

示波器实测的晶振波形

图7 示波器实测的晶振波形

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