示波器是观察波形的窗口,它允许设计师或维护人员详细看到电子波形,以达到眼见为实的效果。因为人眼是最敏感的视觉器官,它可以观察秋天的尽头,非常快地将物体反映到大脑中,并进行比较和判断。因此,示波器也被称为手持式示波器。
早期示波器只显示随时间变化的电压,并进行定性观察。然后,改进的示波器具有定量功能、测量范围和时间以及它们的变化。同时,为了记录和比较意外事件,借助相机和示波管的长余辉效应。模拟示波器的频率特性由垂直放大器和阴极示波管决定。20世纪80年代,数字处理器和微处理器被引入示波器,现在模拟示波器被称为模拟实时示波器(ART),数字示波器称为数字存储示波器(DSO)。ART放大器和阴极射线示波管需要与带宽相适应,对阴极射线示波管的工艺要求严格,成本增加,存在瓶颈。DSO只要高速公路适合带宽A/D转换器、其他存储器和D/A转换器和显示器是低速成分,显示器可用LCD平面阵列和彩屏。
示波器的测量可用于电气行业使用较多的仪器设备,如:接地电阻测试仪,红外测温仪,涂层测厚仪,风速计,转速表,万用表,钳形表,兆欧表,硬度计,温湿度计,静电测试仪,照度计等设备的测试和监控非常有用,可以满意地解决日常工作中出现的一些问题。一些电厂在监控电力系统时常用的设备,如继电保护测试仪,红外测温仪,兆欧表,还有一些洁净室使用的产品,如尘粒计数器,风速计,氧气探测器、一氧化碳探测器、硫化氢探测器、温湿度计及矿区使用的产品示波器可用于测距仪、硫化氢探测器、可燃气体探测器等产品的检测
DSO微处理器用于控制和数据处理DSO具有先进触发、组合触发、毛刺捕捉、波形处理、硬复制输出、软盘记录、长波形存储等ART目前没有的功能,DSO带宽也超过1GHz,超越很多方面ART的性能。DSO还有一些缺点,带宽取决于取样率,一般取样率等于带宽的4倍。复制波形通过内插算法补充,波形会失真;A/D但是D/A转换速度慢,波形更新率低,偶尔遗漏信号;垂直分辨率一般为8位,明显较低;面板旋钮多,菜单复杂,使用不方便;无亮度调节,无三维图形;波形存储容量不足,无法处理波形等。目前DSO缺点已经基本克服,但并不是所有的好性能都反映在同一个示波器中,即每个示波器DSO会有一定的特点,也有一些缺点,在选择型号时要注意比较。有些型号的DSO具有与ART波形更新率相同,有些型号DSO但不,有一种DSO具有ART荧光屏三维图形显示能力,大部分DSO没有这种性能。大部分DSO实时带宽与单次带宽相同,但只能保证实时带宽DSO。前述DSO都包含A/D转换器和微处理器。这样,在PC增加插卡的机器也可以构成DSO,但一般取样率低,功能少,价格便宜。VXI总线的DSO模块,机架式DSO插件,台式万用表DSO存储器仅次于示波器部件A/D转换器元件,保存被测信号样品,供后续使用D/A转换器恢复波形,现在存储容量可以达到1M以上。普通DSO有8个垂直分辨率,即每次扫描256个样品,需要存储256个字节。如果分辨率提高10倍,水平轴将相当于20倍K字节;垂直轴也扩大了10倍,相当40倍K字节。由此可见,DSO最少应有2K中等字节DSO应有40K字节以上。如果要记录10倍以上的波形,至少要记录400倍K字节以上。因此,存储容量的大小非常重要,这就是我常说的逻辑分析仪。另一方面,存储容量也会影响扫描速度,例如每个扫描只有50个K记录1000点存储器μs取样间距为2ns,此时取样率相当5000MS/s,实时带宽等于125MHz。显然,如果需要将取样率提高到1万MS/s,则记录100μs需要100的数据K点的存储器。为了存储一个完整的图形,设图素是1024×512=0.5M位,四幅图形,要有2M位存储量FFT分析还需要额外的存储容量,将新波形的重量与参考波形或存储波形进行比较。为了便于波形存储,有些DSO还为数据记录提供软盘或硬盘。更详细的指标请与生产厂索取技术指标,根据用途和经费作全面对比,进行咨询,以便购买到既经济又适用的示波器。