浅谈示波器 | 第一部分：什么是示波器 ？

1. 什么是示波器？

“示波器是一种电子测量装置，它可以显示电压随时间的函数图。 这使用户能够同时观察电压和时间的变化。许多示波器可以在其屏幕上显示多个电压信号，这使我们具有比较这些信号行为的能力。”

DigiKey示波器1

上图，我们可以看到两个观察结果:

1. 波形的峰对峰电压可以沿着纵轴测量。它是五个主要分区，垂直增益设置为200mv /分区(见黄色箭头)，这 给出了1伏峰对峰的信号幅度。

2. 横轴为时间，范围设置为200µs/分频(见白色箭头)。 正弦波的一个周期跨越五个主要部分，所以周期是1毫秒，这意味着频率是1千赫。 (这个特殊的示波器有一个计数器，在右上角显示信号的频率。)

示波器常用的功能：

1. 测量电压、电压差和时间间隔。

2. 测量重复信号的频率。

3. 比较两个或多个随时间变化的信号，并查看它们之间的关系(例如，一个波形上的特定特征是在另一个波形上的特征之前还是之后出现)。

4. 捕捉瞬变，故障等特别的行为。

5. 测量波形的直流和交流部分。

6. 测量波形的各种特性，如峰对峰电压、均方根电压、周期、上升时间、下降时间等。

7. 检查信号上的噪声，以及修改电路或电缆如何改变信号噪音。

8. 通过直观地比较电路的输入和输出波形来寻找电路中的失真——或者使用示波器将它们相减并查看数学差异。

符号的解释：

符号	含义
G	千兆
Hz	频率单位
k	千
m	毫
M	兆
n	纳
p	皮
s	秒
S /div	秒/格（division），示波器的时基设置(即扫描速度)
V/div	V/格（division），示波器垂直放大器的垂直增益
Vpp	峰对峰电压(V)
Vrms	RMS(均方根)电压(V)
Ω	欧姆
µ	微

2、读取示波器基本信息

信号与波形

就示波器而言，“信号”一词是指可能随时间变化的电压。其中一个区别是信号是否具有周期性。周期性意味着信号在不同的间隔内重复地取相同的一组值。 正弦波是周期性波形的一个例子。 让我们来看看它的一些特征:

正弦波

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非正弦波形

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a - 方波b - 脉冲波c - 三角波d - 斜波（也叫锯齿波）e - 整流正弦波f - 平方根波（振幅与波周期开始时间的平方根成正比）

屏幕格线

最原始的测量技术是使用屏幕上的格线和计算格数。举例：Teledyne的HDO4104A

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下图显示了五个周期的正弦波

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正弦波轨迹在垂直方向上覆盖六格，乘以每格 50 毫伏 (mV) 的垂直比例系数（见通道 1 描述符方框），即可算出正弦波振幅为 300 mV（峰峰值）。同样，正弦波的周期覆盖了两个水平的栅格，时基描述符方框中的每格为 100 纳秒 (ns)，因而周期为 200 ns。

计算格数的方法似乎有些原始，但它是进行基本测量的非常快捷的方法。

最后

掌握示波器的使用对于工程师来说具有重要的意义。通过示波器，工程师可以更加深入地了解电路的工作原理，提高故障排查的效率，优化电路性能。同时，示波器的自动测量功能能够大大节省工程师的时间和精力，使其更加专注于解决实际问题。因此，作为一名工程师，学会使用示波器是必备的技能之一。