示波器是測量交流電或脈沖電流波形的儀器,由電子管放大器、掃描振蕩器、陰極射線管等組成。除了觀察電流波形,還可以測量頻率和電壓強度。任何可以變成電效應(yīng)的周期性物理過程都可以用示波器觀察到。
示波器是一種廣泛使用的電子測量儀器。它可以將不可見的電信號轉(zhuǎn)化為可見的圖像,方便人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用高速電子組成的窄電子束撞擊涂有熒光物質(zhì)的屏幕,可產(chǎn)生微小光點(這是傳統(tǒng)模擬示波器的工作原理)。在被測信號的作用下,電子束就像筆尖一樣,可以在屏幕上描繪出被測信號瞬時值的變化曲線。示波器可以用來觀察不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,也可以用來測試各種電量,如電壓、電流、頻率、相位差、幅度調(diào)整等。
根據(jù)信號的不同分類,
模擬示波器使用模擬電路(示波管,基于電子槍)。電子槍向屏幕發(fā)射電子,發(fā)射的電子被聚焦形成電子束,射向屏幕。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì),這樣電子束擊中的點就會發(fā)光。
數(shù)字示波器是由數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換、軟件編程等一系列技術(shù)產(chǎn)生的高性能示波器。數(shù)字示波器的工作模式是通過模擬轉(zhuǎn)換器(ADC)將被測電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息。數(shù)字示波器捕獲一系列波形樣本并存儲。存儲極限是判斷累積的樣本能否描述波形。然后,數(shù)字示波器重構(gòu)波形。數(shù)字示波器可分為數(shù)字存儲示波器(DSO)、數(shù)字熒光示波器(DPO)和采樣示波器。
為了增加模擬示波器的帶寬,需要充分推廣示波管、垂直放大和水平掃描。要提高數(shù)字示波器的帶寬,只需要提高前端A/D轉(zhuǎn)換器的性能,對示波管和掃描電路沒有特殊要求。此外,數(shù)字示波器管可以充分利用內(nèi)存、存儲和處理,以及各種觸發(fā)和高級觸發(fā)功能。20世紀(jì)80年代,數(shù)字示波器異軍突起,成就斐然,并將全面取代模擬示波器。模擬示波器確實已經(jīng)從前臺退到了后臺。
第二,根據(jù)結(jié)構(gòu)和性能的不同進行分類
普通示波器。該電路結(jié)構(gòu)簡單,頻帶窄,掃描線性差,僅用于觀察波形。
多用示波器。寬頻帶,掃描線性好,可定量測試DC、低頻、高頻、超高頻信號和脈沖信號。借助幅度校準(zhǔn)器和時間校準(zhǔn)器,測量精度可達5%。
多線示波器。使用多波束示波器管,可以在屏幕上同時顯示兩個以上同頻率信號的波形,無時間差,時序關(guān)系準(zhǔn)確。多道示波器。采用電子開關(guān)和門極控制電路的結(jié)構(gòu),可以在單束示波管的熒光屏上顯示兩個以上同頻率信號的波形。但存在時間差,時序關(guān)系不準(zhǔn)確。
采樣示波器。采用采樣技術(shù)將高頻信號轉(zhuǎn)換成模擬低頻信號進行顯示,有效頻段可達GHz級別。
記憶示波器。利用存儲示波器管或數(shù)字存儲技術(shù),將單個電信號的瞬態(tài)過程、非周期現(xiàn)象和超低頻信號保存在示波器管的屏幕上或存儲在電路中進行重復(fù)測試。
數(shù)字示波器。里面是微處理器,外面是數(shù)字顯示器。有些產(chǎn)品可以在示波器屏幕上顯示波形和字符。測量信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲器。通過鍵盤操作,可以對采集到的波形參數(shù)數(shù)據(jù)進行加減乘除、平均、平方根和均方根,并顯示答案號。