示波器發(fā)展簡史

示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。他能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像，便于人們研究各種電現象的變化過程。

有些人覺得一個萬用表就可以打天下,為什么要花時間精力學習示波器呢? 一句話概括,時代不同了。現在的電子器材系統(tǒng)繁雜度和工作頻率，都不是以前一臺黑白電視機、收音機之類的能夠比擬的。學會使用示波器，絕對可以大大減少自己的維修工作量，提高工作效率。

而且示波器的應用并不僅限于電子領域。在安裝適當的傳感器時示波器可以測量各類現象。如聲音、機械壓力、壓強、光或熱的傳感器。醫(yī)學人員還可以使用示波器來測量腦電波。所以說，示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器，絕不是夸張的。

今天我們就來大致了解下示波器的發(fā)展史。

一、用手繪制波形

示波器的歷史可以追溯到19世紀二十年代，使用檢流計與機械制圖系統(tǒng)耦合后，手動記錄波形。該裝置由一個安裝在旋轉轉子軸上的特殊單觸點換向器組成。接觸點可以按照精確的度數指示器刻度在轉子周圍移動，并且輸出出現在檢流計上，由技術人員手工繪制。由于此過程是在幾千個波周期內形成的，因此只能產生非常粗糙的近似波形。

二、機械自動繪制波形

第一臺自動示波器使用檢流計和筆，將波形圖捕獲到連續(xù)移動的紙卷上。由于與機械部件的反應時間較慢相比，波形的頻率相對較高，因此不是直接繪制波形圖像，而是在一段時間內通過組合許多不同波形的小片段來創(chuàng)建波形圖像。它會從第100個波中自動為電容器充電并記錄，電容器的每個后續(xù)充電都是從沿波稍遠的一點開始的。此類波形測量值仍是數百個波周期的平均值，但比之前手繪波形圖更準確。

三、模擬示波器

模擬示波器主要基于陰極射線管CRT，打出的電子束通過水平偏置和垂直偏置系統(tǒng)，打在屏幕的熒光物質上顯示波形。

用于示波器的陰極射線管：

1.偏轉電壓電極

2.電子槍

3.電子束

4.聚焦線圈

5.屏幕涂有磷涂層

二十世紀四十年代，雷達和電視的開發(fā)需要性能良好的波形觀察工具，泰克成功開發(fā)帶寬10MHz的同步示波器，這是近代示波器的基礎。

具有同步掃描功能的示波器

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。數字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉換器的性能，對示波管和掃描電路沒有特殊要求。加上數字示波管能充分利用記憶、存儲和處理，以及多種觸發(fā)和預前觸發(fā)能力。二十世紀八十年代成為數字示波器的天下，很多廠家不在生產模擬示波器，模擬示波器逐漸退出歷史舞臺。

四、數字示波器

數字示波器是數據采集，A／D轉換，軟件編程等一系列的技術制造出來的高性能示波器。數字示波器一般支持多級菜單，能提供給用戶多種選擇，多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲，實現對波形的保存和處理。對于幾百兆帶寬之內的示波器，目前國內品牌的示波器在性能上已經可以和國外品牌抗衡，且具有明顯的性價比優(yōu)勢。

數字示波器具有模擬示波器的大多基本功能。例如基本顯示波形的功能、x-Y工作模式、基本的觸發(fā)方式等。還包括例如觸發(fā)延遲，輸入信號的耦合方式、余暉調節(jié)，校準信號源輸出等。

數字示波器比模擬示波器還增加了多種有用的功能，最常見的有自動量程、各種參數的自動測量、波形和設置狀態(tài)的存儲、接口總線、顯示平均級曲線擬合(內插方法)、帶寬高低通濾波、觸發(fā)工作模式及觸發(fā)條件選擇、光標測量等。

五、觸控示波器

現今時代，人類正在經歷數字革命，5G、物聯(lián)網、大數據、云計算、人工智能等新興技術不斷演化發(fā)展。示波器也一樣正在經歷著一場革命。智能手機的觸控操作方式相對于傳統(tǒng)的按鍵，已經證明了其操作的高效性。示波器廠家也一樣在考慮將觸控技術應用于示波器，替代傳統(tǒng)的按鍵旋鈕操作方式。

原有技術設備的落后以及以及現有技術的提升緩慢讓工程師們頭痛不已。觸控示波器帶給了工程師全新的使用體驗，大大提高了原本的工作效率。這種全新的交互方式，可以讓工程師能更快的去洞察整個產品設計中的問題，同時可利用測試結果進行分析發(fā)現并解決問題，而不用為如何操作示波器再煩惱。