示波器的種類和功能介紹

一、引言

示波器，作為電子測量領(lǐng)域的重要工具，其種類繁多，功能各異。從傳統(tǒng)的模擬示波器到現(xiàn)代的數(shù)字示波器，每一種示波器都具備其獨(dú)特的性能和適用場景。本文將詳細(xì)介紹示波器的種類、工作原理、主要功能以及應(yīng)用場景，幫助讀者更全面地了解示波器。

二、示波器的種類

示波器主要可以按照其信號處理方式、結(jié)構(gòu)和性能、顯示方式等進(jìn)行分類。

按信號處理方式分類

（1）模擬示波器：模擬示波器采用模擬電路（示波管）進(jìn)行信號處理。它利用電子束在熒光屏上描繪出被測信號的瞬時(shí)值變化曲線。模擬示波器雖然結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格相對較低，但受限于其工作原理，其帶寬、分辨率和測量精度等方面存在局限性。

（2）數(shù)字示波器：數(shù)字示波器采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將被測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后通過軟件編程進(jìn)行信號處理。數(shù)字示波器具有抗干擾能力強(qiáng)、波形存儲方便、自動(dòng)測量等優(yōu)點(diǎn)。此外，數(shù)字示波器還可以實(shí)現(xiàn)FFT（快速傅里葉變換）等功能，將時(shí)域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，便于分析信號的頻譜特性。

按結(jié)構(gòu)和性能分類

（1）普通示波器：電路結(jié)構(gòu)簡單，頻帶較窄，掃描線性差，僅用于觀察波形。

（2）多用示波器：頻帶較寬，掃描線性好，能對直流、低頻、高頻、超高頻信號和脈沖信號進(jìn)行定量測試。借助幅度校準(zhǔn)器和時(shí)間校準(zhǔn)器，測量的準(zhǔn)確度可達(dá)±5%。

（3）多線示波器：采用多束示波管，能在熒光屏上同時(shí)顯示兩個(gè)以上同頻信號的波形，沒有時(shí)差，時(shí)序關(guān)系準(zhǔn)確。

（4）多蹤示波器：具有電子開關(guān)和門控電路的結(jié)構(gòu)，可在單束示波管的熒光屏上同時(shí)顯示兩個(gè)以上同頻信號的波形。但存在時(shí)差，時(shí)序關(guān)系不準(zhǔn)確。

（5）取樣示波器：采用取樣技術(shù)將高頻信號轉(zhuǎn)換成模擬低頻信號進(jìn)行顯示，有效頻帶可達(dá)GHz級。

（6）記憶示波器：采用存儲示波管或數(shù)字存儲技術(shù)，將單次電信號瞬變過程、非周期現(xiàn)象和超低頻信號長時(shí)間保留在示波管的熒光屏上或存儲。

按顯示方式分類

（1）模擬顯示示波器：通過電子束在熒光屏上描繪出被測信號的波形。

（2）數(shù)字顯示示波器：通過數(shù)碼顯示屏顯示波形。數(shù)字顯示示波器具有更高的分辨率和精度，且便于存儲和回放波形數(shù)據(jù)。

三、示波器的功能

示波器的主要功能包括波形顯示、測量功能、觸發(fā)功能、存儲和回放以及FFT功能等。

波形顯示：示波器最基本的功能是將電子信號轉(zhuǎn)換為可見的圖像（波形），從而使用戶能夠直觀地觀察到電壓信號隨時(shí)間的變化。

測量功能：示波器可以測量信號的幅度、頻率、周期、相位差、調(diào)幅度、失真度等參數(shù)。這些參數(shù)對于電路分析、故障診斷和性能評估至關(guān)重要。

觸發(fā)功能：示波器具有觸發(fā)功能，可以穩(wěn)定地顯示波形，以便用戶能夠更準(zhǔn)確地觀察和分析信號。

存儲和回放：現(xiàn)代數(shù)字示波器通常具有存儲和回放功能，可以捕獲并保存波形數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析和比較。

FFT功能：一些高級示波器還具備FFT功能，可以將時(shí)域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，從而分析信號的頻譜特性。

四、示波器的應(yīng)用場景

示波器在電子測量領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用場景，包括電路調(diào)試、故障診斷、教育科研、產(chǎn)品研發(fā)等領(lǐng)域。例如，在電路設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中，示波器可以幫助工程師快速定位問題所在并進(jìn)行修復(fù)；在故障診斷中，示波器可以幫助工程師快速定位故障點(diǎn)并進(jìn)行分析；在教育科研領(lǐng)域，示波器可以用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究等。

五、結(jié)論

示波器作為電子測量領(lǐng)域的重要工具，其種類繁多、功能各異。通過了解示波器的種類、工作原理、主要功能以及應(yīng)用場景，我們可以更好地選擇和使用示波器，提高電子測量的精度和效率。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，示波器的性能和功能也在不斷提高和完善，為電子測量領(lǐng)域的發(fā)展提供了有力的支持。