第一个问题：示波器的波形意味着什么？
总之：水平坐标代表时间，垂直坐标代表电压（通常是电压），电压随时间变化的曲线是示波器显示的波形。
垂直坐标比较好理解，就是电压的大小。水平坐标代表时间，有很多人被绕了进去，但是只要注意以下一点就可以了：
注：示波器是一种实时工具，目前正在发生。
为什么要强调这个问题？因为有人曾经问我:为什么我的示波器这么慢，要等十几秒才能显示一个波形？作为电子设备，显示一个波形不是一瞬间的事吗？当我看到它时，不需要十秒钟。他设置的水平坐标长度超过十秒。他认为这十秒只是信号的特征，与真实时间无关。
第二个问题：示波器波形区的网格代表什么？
示波器波形区的水平方向网格代表时间，如图所示us，方波周期为5格，即1格ms，方波频率为1KHz;
示波器波形区域的垂直方向网格代表电压，如图所示，目前的垂直方向为500mV,方波幅值为4格，即2格V。
第三个问题:如何补偿示波器探针？
测量一个1KHz正常显示如下：
在以下两种情况下，需要探针补偿：
如下图所示：
调试注意事项：
1、必须用无感螺丝刀（非金属 非导电 非导磁)，一般探针配有工具；
2、X探针不需要补偿或补偿；
3.调节元件为可调电容，部分探针不能进行360°旋转，所以不要转。
第四问： 示波器是如何从自动开始设置的？
当我们想要测试一个信号时，最简单的测试方法是点击示波器上的Auto不同示波器按钮的名称有所不同，例如AutoSet自动、自动设置等。
注：在按下自动按钮之前，必须先将探针接到信号。
按下自动按钮后，示波器将根据信号参数自动调整，使信号波形在适当的范围内 屏幕上稳定显示时基。
我们可以在这里知道 示波器的 设置 包括三个部分：
垂直幅度设置、水平时间设置、稳定波形
接下来，我们将逐一介绍。
第五问： 示波器设置-垂直幅度、水平时间
垂直幅度：
信号必须以适当的范围（即垂直方向的大小）显示在屏幕上。如果垂直齿轮太小，信号波形将超过屏幕，无法完全显示；如果垂直齿轮太大，不仅看不到信号的细节，而且看起来也不舒服；
水平时间：
信号必须在屏幕上显示在适当的时间基础上（即水平方向上的时间长度）。如果时间基档太小，信号波形拉伸过多，则无法看到完整的周期。如果时间基档太大，信号波形压缩在一起，看不到细节。
第六问： 稳定波形
稳定波形，专业上是触发。
示波器只能满足预设条件 根据条件捕获波形的动作是触发。
为什么要触发？
如下图所示，当示波器未触发时，信号（自动模式）将被随机捕获并生成图像。由于信号是连续的，随机捕获的位置是不规则的，这些静态图像将逐个显示，就像放电影一样。组合在一起形成动态显示，屏幕上的最终效果是看到波形来回滚动，如下图所示：
我们设置一个条件，以直流电平作为参考，当信号电压大于直流电平作为信号的起点时，如下图所示，红线是参考直流电平，因为每个抓取图像的位置有规律，是在信号过直流电平时，所以每个抓取信号相位，连续显示完全重叠，看起来像一个稳定的波形。
这就是触发最本质的意义:在设定的条件下抓取波形，而不是随机抓取。
第七问： 带宽
带宽是示波器的基本指标，就像放大器的带宽一样，是所谓的-3dB点，即：
在示波器的输入端加正弦波，振幅衰减为实际振幅的70.7%时的频率点称为带宽。
也就是说用100MHz测量带宽示波器 幅值为1V 频率为100MHz 正弦波的实际幅值不小于0.707V。
理解了这个意思，我们也能得到 上升时间和带宽 关系，即：
上升时间= 0.35/带宽。
下图是示波器带宽对方波测试的影响，比较直接
第八问： 示波器三个关键指标-采样率
顾名思义，示波器的采样率是采样率，即模拟电平在单位时间内转换为离散采样点的速率。我们常见的采样率为1GSa/S就表示 每秒采样1G个点，其中Sa是Samples缩写。采样过程如下图所示：
了解采样过程和定义，采样率对示波器测量有什么影响？
奈奎斯特的奈奎斯特采样定理：当采样最高频率为f的有限信号时，采样率SF从采样值完全重构原始信号必须超过f的2倍。这里的f称为奈奎斯特频率，2f以正弦波为例模拟奈奎斯特采样率的采样过程：
显然，我们可以看到，在两倍的采样率下获得波形或严重失真远远不足以恢复波形。我们如何选择合适的采样率？有两个条件供您参考：
1、 带宽是测量方波最大频率的五倍；
2样率是带宽的10倍。
说到这里，我们需要提到这个概念：最高采样率VS实时采样率
一般来说，示波器的采样率指标是指示波器工作时能够达到的最高采样率。但实际上，示波器的实时采样率受到存储深度的限制。随着示波器采样时间的增加，采样率可能会被迫下降。下一个指标：存储深度。
第九问： 三个关键指标示波器-存储深度
示波器的存储深度是多少？
在示波器中使用的存储器是最大容量吗？还是示波器能记录数据的长度？ 这是一个很多人容易误解的概念。
事实上，示波器的存储深度是指示波器在屏幕上显示波形时的数据数量。我们在示波器屏幕上看到的波形由许多采样点组成，所有采样点的数量都是存储深度。如果示波器显示的存储深度为10Mpts，表示该示波器的波形为10M(一千万)由采样点组成，pts是points的缩写。
另外，示波器有一个重要的关系类型: 存储深度=采样率 × 采样时间
我们用一张图来表示他们的关系：
了解这种关系类型，存储深度对测量有什么影响，我们通过比较来反映：
首先，我们给示波器添加了一个 频率为1KHz，幅值为2V的方波
用28M存储深度的示波器截取一屏14S的信号
放大2000倍仍然是方波
用28K存储深度的示波器截取一屏14S的信号
同样放大2000倍，波形失真。
总结：示波器的存储深度越大，保存的波形可以看到更多的细节。
第十个问题:如何理解示波器的波形刷新率
很多时候，电路显然有小概率故障，但当你收到示波器时，看到波形是完全正常的。你可能会想，为什么我的采样率这么高，抓不到故障波形。事实上，这并不是说示波器的采样率不够，而是说示波器的波形刷新率不够。
如何理解示波器的波形刷新率？
形象化：我们将示波器比作一个为波形拍照的录像机。波形是连续的，一直在发生，而录像机只拍摄图片和瞬间。即使机器每秒可以拍摄100万次，一些波形仍然会在两次拍摄之间丢失。为了看到更接近真实波形，我们需要在一秒钟内拍摄更多的照片，以便更有可能看到100万概率的异常信号。
原理化:从采集信号到屏幕显示信号波形的过程由多个捕获周期组成。一个捕获周期包括采样时间和死区时间，模拟信号通过ADC采样量化转换为数字信号同时存储，整个采样存储过程的时间称为采样时间。在开始下一次采样之前，必须对存储的数据进行测量、操作和显示，这段时间称为死区时间。在死区时间内，示波器没有波形采集。捕获周期完成后，将进入下一个捕获周期。捕获周期的倒数是波形刷新率，示意图如下：
因此，我们可以看到，刷新率相对较低的示波器通常需要很长时间的死区，而有效捕获时间不到捕获周期的1%，这意味着示波器在99%的时间内不捕获。第二，它正在计算。
结论：示波器刷新率越高，越有利于观察信号中的异常成分。
第十一问： 示波器的测量方法——光标测量
示波器发展到现阶段，已经不仅仅是在调试过程中观察波形，更重要的是能很好的测量一些参数帮助大家优化设计方案，那么如何使用示波器来进行测量呢？
示波器常用的测量方法有三种：
刻度测量：像传统的模拟示波器，根据视觉上波形所占格数进行评估，估测的准确度很低，只能做一些简单的定性分析。
光标测量：光标测量的原理很简单，通过移动总是成对出现的光标并从读取它们的数值从而进行测量，光标测量虽然也是人为手动测量，会引入一定的人为误差，但是相对噪声较大的信号来说，光标测量可以人为的去忽略这部分噪声，更能把握波形重点。下面来演示下光标测量：
演示1 （测量信号的峰峰值）
演示2（测量信号的周期）
第三种就是接下来要介绍的：自动测量。
第十二问： 示波器的测量方法——自动测量
当示波器正确捕获波形后，示波器可以对波形参数进行自动测量，测量项包括信号的频率、周期、幅度、相位等一系列参数。一般有以下几个操作步骤：
（1）打开测量菜单“测量”、“Measure”或“Meas”
（2）选择测量源，也就是选择要测量的通道(Ch1、Ch2、Ch3、Ch4)。
（3）选择测量项。
下面以三款示波器为例，列举示波器进行自动测量的方法。
a、便携示波器
（1）选择面板上的“测量（Measure）”键， 显示测量菜单。
(2)按“添加测量”。
(3)旋转多功能旋钮a选择特定的测量。
b、手持示波器
（1）选择面板上的“测量（Measure）”键， 显示测量菜单。
（2）屏幕弹出测量类型菜单，按通道按键Ch1或Ch2选择测量源点击触摸屏，选择所需的测量类型。
第十三问： 介绍常用的测量类型（一）
上面已经讲到了示波器的几种测量方法，那么获取的测量结果代表信号什么样的信息呢？这两节将对部分最常用的测量类型进行介绍。
上面是示波器的全测量结果：
频率和周期：如果信号是重复的，那么它就会有重复的频率。频率用赫兹(Hz)表示，代表信号本身在一秒钟内重复的次数，称为每秒周期数。 重复的信号还有周期，即信号完成一个周期所需要的时间。
周期和频率是倒数关系：周期=1/频率 ；频率=1/周期，例如上图中，正弦波的频率为50Hz，周期是20ms。
接下来的一些参数稍微复杂，我这里引入一个特殊波形方便理解
高值：整个波形中，取为100%的值，使用最小/最大法或矩形图形法来计算
低值：整个波形中，取为0%的值，使用最小/最大法或矩形图形法来计算
幅值：整个波形中测量，幅值=高（100%）-低（0%）
最大值：在整个波形中测量到的最高正峰值
最小值：在整个波形中测量到的最高负峰值
峰-峰值：整个波形测量中，峰-峰值=最大值-最小值
正向超调：正向超调=[ ( 最大值 - 高值 ) / 幅值 ]*100%
负向超调：正向超调=[ ( 低值 - 最小值 ) / 幅值 ]*100%
第十三问： 介绍常用的测量类型（二）
上升时间：波形第一个脉冲上升沿从幅值的10%上升到90%所需的时间
下降时间：波形第一个脉冲下降沿从幅值的90%下降到10%所需的时间
正脉冲宽度：波形中第一个正脉冲的测量值，取两个50%幅值点之间的时间
负脉冲宽度：波形中第一个负脉冲的测量值，取两个50%幅值点之间的时间
正占空比：波形的第一个周期的测量值——
正占空比=（波形正脉宽 / 周期）*100%
负占空比：波形的第一个周期的测量值——
负占空比=（波形负脉宽 / 周期）*100%
延迟：可以测量某个通道内部，或者通道间上升沿或下降沿之间的时沿，有多种有效的测量组合。
其他常见的测量值
平均值：整个波形的算术平方根
周期平均值：波形第一个周期的算术平方根
均方根：整个波形的实际均方根
周期均方根：波形第一个周期的时基均方根值
第十四问： 示波器垂直系统——什么是输入耦合？
在前面的内容里，我们有谈到示波器的设置，里面讲到了简单的波形调整（时基和幅度），其实示波器还有一些更复杂更有用的设置，下面我将分别介绍这些设置的含义和用途，希望能帮助大家更好的掌握。
耦合方式：耦合是指把电信号从一条电路接到另一条电路使用的方法。在这种情况下，输入耦合方式是指外部信号从示波器输入端口进入到内部电路的耦合方式。有以下三种方式：
直流（DC）耦合：显示原始输入信号的所有分量。
交流（AC）耦合：滤除输入信号中的直流分量，只显示交流分量。例如测试电源纹波。 （可以看到以零伏为中心的波形）
接地（GND）耦合：示波器自身断开外部信号，将内部信号输入端接地。（可以看到零伏位于屏幕上的哪个位置）
下图中，我将通道1、2、3接上同一个叠加直流分量的交流信号，
通道1选择直流（DC）耦合，
通道2选择交流（AC）耦合，
通道3选择接地（GND）耦合。
第十五问： 示波器垂直系统——什么是带宽限制？
带宽限制通常是人为的将高带宽示波器限制在较低的带宽，以滤除高频的信号。我们通过限制带宽，可以降低显示的波形上有时出现的噪声，得到更干净的画面信号。另外在消除噪声的同时，带宽限制还会降低或消除高频信号部分。
常见的有 全带宽、20M，部分机器上也有 高通滤波和低通滤波。
第十六问： 示波器垂直系统——探头设置
在一般的示波器电压探头上，我们经常见有下图中这种X1档和X10档选择的小开关，另外在示波器内部的设置上，也经常有看到探头选择的菜单。那么这些设置到底有什么意义呢？
探头档位开关：
示波器探头比例设置：
如果我们将探头上的衰减倍率当作是除，那么示波器通道菜单里的探头倍率可以比作除。
例如：被测电压是10V，探头的衰减档位为X10，那么经过探头的到达示波器的电压就是1V。如果在示波器通道里设置探头比例为10X，那么示波器显示的测量值就是10V，同理，如果示波器的探头比例是1X，示波器显示测量值就是1V。
所以只有当探头上的衰减倍率和示波器通道菜单里的探头比例相符的情况下，才会显示正确的测量结果。
附：
这里延伸一下，一般在首次购买示波器时，或是将不同品牌的探头和示波器混用时，都会涉及到探头补偿问题，去年也有提到过，那么有没有朋友想过探头补偿的原理呢？
X1档位下的探头可以比作是一段同轴电缆，所以X1档位下不需要进行补偿，可以用来观察低频的正弦波，但是不适用于测量数字电路，因为同轴电缆会有一定的电容（比较典型的是50pF/英尺）和电感，但只有很小的电阻，因此这是一个有很小阻尼的谐振电路。如果让有着快速上升沿的数字信号通过它，信号会有“振铃”现象。
第十七问： 示波器水平系统——采样模式的选择
水平系统除了之前提到的水平位置和水平刻度之外，还包括采样模式、存储深度，滚屏模式、ZOOM模式以及XY模式。其中说到采样模式，在前面解答采样率概念问题时，我们对采样的原理进行的说明。
采样模式控制着怎样在样点中生成波形点，理解这句话需要先明白几个概念：
- 样点：将波形数字化得到的数字值；
- 采样间隔：指这些样点之间的时间；
- 波形点：最终构建波形的数字值；
- 波形间隔：波形点之间的时间值差。
理解了这四个概念，也就理解了各个采样方式的区别，下面具体介绍下最常用的几种采样方式。
A、 正常采样：最简单最常用的采样模式，每个采样间隔示波器会储存一个采样点作为波形显示的一个点；
B、 平均采样：平均模式下，示波器也是采样正常采样的模式，在每一个采样间隔会存储一个采样点，然后进行点对点的多次平均，生成最终的显示波形。这种模式可以在不损失带宽的情况下减少噪声，有利于对信号进行滤波测量。
C、 峰值采样：示波器保存两个波形间隔期间获得的最小值样点和最大值样点，使用这样的样点作为两个对应的波形点。峰值模式可以有效的观察到偶尔发生的窄脉冲或者毛刺，但不能应用于测量。
D、 包络模式：包络模式下可以看到数次采样到的波形叠加效果，在指定的N次采集中，对每个相同位置捕获其最大值和最小值加以显示。包络方式常用来观察信号噪声和抖动现象。
第十八问： 示波器水平系统——什么是ZOOM模式
示波器可以通过各种各样的视图模式来观察波形，其中就有ZOOM模式，那么在什么情况下，我们要用到ZOOM模式呢？
如果我们在水平时基较大的情况下，截取了一屏密集的波形，然后想要在观察其中一小部分波形细节的同时，又想知道它在整体的哪一个位置，这个时候就可以用ZOOM模式。下面贴个图方便大家理解，上部分是整体的波形，下面是其中一小部分的波形细节。
第十九问： 示波器水平系统——什么是滚屏（Roll）模式
滚动模式有几个特点，理解了这几个特点，也就明白了它的用途：
大时基档位，连续采样，无采样死区，边采样变现实，不需要触发，波形始终是滚动状态
通常用于低频信号的显示和观察，具体如下图
第二十问： 示波器水平系统——什么是XY模式
X-Y模式，通称李沙育图形
示波器的两个通道各输入一个信号,在同一时刻,示波器把其中一个通道得到的值作为X轴值,另一个通道的值作为Y轴值,这两个值形成的坐标点上就会显示一个波形点,信号连续输入,波形点轨迹就形成一个波形图。
XY模式最常用是用来直观的察看CH1和CH2信号的频率比、相位差等参数。下图给出了相位差测量的原理图：
根据sinθ=A/B或C/D，其中θ为通道间的相差角，A，B，C，D的定义见上图。因此可以得出相差角，即：
θ=±arcsin (A/B) 或±arcsin( C/D)
下面是相位差为90°的两个正弦波，切换XY模式得到的图形刚好是一个圆形: