自然界存在著各種形式的波，比如海浪、地震、聲波、爆破、空氣中傳播的聲音，或者身體運轉的自然節律。物理世界里，能量、振動粒子和不可見的力無處不在。 即使是光（波粒二象物質）也有自己的頻率，并因為頻率的不同呈現出不同的顏色。

　　示波器

　　示波器是任何設計、制造或是維修電子設備的必備之物。當今世界瞬時萬變，工程師們需要最好的工具，快速而精確地解決測量疑難。

　　示波器的用途不僅僅局限于電子領域。示波器利用信號變換器，適用于各種各樣的物理現象。信號變換器能夠響應各種物理激勵源，使之轉變為電信號，包括聲音、機械應力、壓力、光、熱。麥克風屬于信號變換器，它實現把聲音轉變為電信號。由示波器收集科學數據的例子如圖1所示。

　　什么是示波器，它是如何工作的？

　　示波器是一種形象地顯示信號幅度隨時間變化的波形顯示儀器，是一種綜合的信號特性測試儀，是基本的電子測量儀器，它描繪電信號的圖形曲線。在大多數應用中，呈現的圖形能夠表明信號隨時間的變化過程：垂直（Y）軸表示電壓，水平（X）軸表示時間。有時稱亮度為Z軸。（參看圖2）

　　示波器的類型

　　電子設備可以劃分為兩類：模擬設備和數字設備。模擬設備的電壓變化連續，而數字設備處理的是代表電壓采樣的離散二元碼。傳統的電唱機是模擬設備，而CD播放器是屬于數字設備。

　　同樣，示波器也能分為模擬和數字類型。模擬和數字示波器都能夠勝任大多數的應用。但是，對于一些特定應用，由于兩者具備的不同特性，每種類型都有適合和不適合的地方。作進步劃分， 數字示波器可以分為數字存儲示波器（DSO）、數字熒光示波器（DPO）和采樣示波器。

　　模擬示波器

　　在本質上， 模擬示波器工作方式是直接測量信號電壓，并通過從左到右穿過示波器屏幕的電子束在垂直方向描繪電壓。示波器屏幕通常是陰極射線管（CRT）。電子束投到熒幕的某處，屏幕后面總會有明亮的熒光物質。當電子束水平掃過顯示器時，信號的電壓是電子束發生上下偏轉，跟蹤波形直接反映到屏幕上。在屏幕同一位置電子束投射的頻度越大，顯示得也越亮。

　　CRT限制著模擬示波器顯示的頻率范圍。在頻率非常低的地方，信號呈現出明亮而緩慢移動的點， 而很難分辨出波形。在高頻處，起局限作用的是CRT的寫速度，當信號頻率超過CRT的寫速度時， 顯示出來的過于暗淡，難于觀察。模擬示波器的極限頻率約為1CHz.

　　當把示波器探頭和電路連接到一起后，電壓信號通過探頭到達示波器的垂直系統。圖13描述模擬示波器是如何顯示被測信號。設置垂直標度（對伏特/格進行控制）后，衰減器能夠成小信號的電壓，而放大器可以增加信號電壓。隨后，信號直接到達CRT的垂直偏轉板。電壓作用于這些垂直偏轉板，引起亮點在屏幕中移動。亮點是由打在CRT內部熒光物質上的電子束產生的。正電壓引起點向上運動，而負電壓引起點向下運動。

　　數字示波器

　　與模擬示波器不同，數字示波器通過模數轉換器（ ADC）把被測電壓轉換為數字信息。它捕獲的是波形的一系列樣值，并對樣值進行存儲，存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止。隨后，數字示波器重構波形。

　　數字示波器分為數字存儲示波器（DSO） 、數字熒光示波器（DPO）和采樣示波器，數字的手段則意味著，在示波器的顯示范圍內，可以穩定、明亮和清晰地顯示任何頻率的波形。對重復的信號而言，數字示波器的帶寬是指示波器的前端部件的模擬帶寬，一般稱之為3dB點。對于單脈沖和瞬態事件，例如脈沖和階躍波，帶寬局限于示波器采樣率之肉。

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