什么是示波器（一）
示波器是形象地顯示信號幅度隨時間變化的波形顯示儀器稼锅，是一種綜合的信號特性測試儀，是電子測量儀器的基本種類钥庇。
示波器的用途：
電壓表哥放，電流表歼指，功率計
頻率計爹土，相位計
脈沖特性，阻尼振蕩
示波器的應(yīng)用：
電子踩身，電力胀茵，電工
壓力，振動挟阻，聲琼娘，光，熱附鸽，磁
波的類型:
大多數(shù)波都屬于如下類型：
正弦波;方波和矩形波;三角波和鋸齒波;階躍波和脈沖波;噪聲波 脱拼、復(fù)雜波;
很多波是上述波形的組合;
周期信號和非周期信號;同步信號和異步信號;
正弦波是波形的基本波:
非正弦波是由基波加無數(shù)次諧波所構(gòu)成。包含的諧波越多坷备，波形越近似方波熄浓。
波形的重要諧波
非正弦波是由多次,按不同頻率不同相位和不同幅度的正弦波組成的合成波，諧波是基波的倍數(shù)省撑。
列出的是影響波形變化的諧波次數(shù)赌蔑，(考慮諧波分量為基波幅度10％以上的諧波，是對波形形狀影響較大的因素)
在沒有邊沿時間信息竟秫，只有信號頻率和波形類別信息娃惯，我們希望所觀測到的波形有精度不失真，可以使用倍數(shù)的的方法選擇示波器帶寬肥败。
波形測量參數(shù)
示波器的類型
波形的捕獲
波形捕獲率也就是波形刷新率趾浅，已經(jīng)成為考核一臺示波器的重要參數(shù)之一；
對于示波器來說馒稍，波形捕獲率高皿哨，就能夠組織更大數(shù)據(jù)量的波形質(zhì)量信息，尤其是在動態(tài)復(fù)雜信號和隱藏在正常信號下的異常波形的捕獲方面筷黔，有著特別的作用往史。
各類示波器對波形顯示的能力
由于采用的技術(shù)和原理不同，在波形的保真佛舱、顯示能力和捕獲能力上，各技術(shù)類別的示波器之間存在較大差異挨决。
示波器的主要指標(biāo)
示波器主要技術(shù)指標(biāo)－是保證示波器精確顯示信號波形的前提條件:
示波器的帶寬;數(shù)字示波器采樣率;示波器存儲深度;波形捕獲率（先進的DPO）
示波器主要的功能－是保證示波器穩(wěn)定请祖、捕獲和顯示波形的必要條件:
垂直;水平;示波器的觸發(fā);與外部設(shè)備的互聯(lián)能力;數(shù)據(jù)的處理技術(shù)與能力?
帶寬是示波器的首要規(guī)格參數(shù):
示波器的結(jié)構(gòu)決定了帶寬的重要性：
放大器的模擬帶寬決定了示波器的帶寬；放大器是信號進入示波器的大門脖祈，它的帶寬決定了示波器的帶寬肆捕，示波器能請進什么樣的信號由這個大門來決定。
數(shù)字示波器的帶寬也是模擬帶寬盖高。示波器所謂帶寬是指:
垂直放大器的頻率響應(yīng)慎陵，定義為：隨著正弦波頻率增加眼虱，信號幅度下降3dB（70.7％）.在此頻點為示波器的帶寬;
帶寬不足將導(dǎo)致波形幅度衰減和波形失真;
示波器測量系統(tǒng)帶寬
探頭也是儀器，它和示波器共同組成測量系統(tǒng)席纽。這一系統(tǒng)帶寬將影響被測信號如正弦波捏悬、脈沖和方波的幅度和上升時間的測量精度，如果探頭選擇不當(dāng)润梯，你將冒無法預(yù)知測量結(jié)果的風(fēng)險过牙。探頭和示波器上升時間和帶寬的關(guān)系由下式?jīng)Q定：
探頭的上升時間應(yīng)快于示波器的上升時間（泰克非常精細的匹配示波器的系統(tǒng)帶寬）
示波器的上升時間應(yīng)快于被測量信號的上升時間。
示波器系統(tǒng)帶寬（上升時間）對信號影響
測量系統(tǒng)的帶寬將影響脈沖和方波的上升時間纺铭，示波器系統(tǒng)上升時間和帶寬的關(guān)系由下式?jīng)Q定:
示波器系統(tǒng)的上升時間應(yīng)快于被測量信號波形的上升時間寇钉。
示波器帶寬總結(jié):
示波器帶寬是由放大器模擬帶寬決定。示波器帶寬是應(yīng)包含探頭和示波器整個測量系統(tǒng)的問題舶赔，是包括探頭的系統(tǒng)帶寬扫倡。泰克公司承諾指定的示波器帶寬（上升時間），是當(dāng)使用原配探頭時竟纳，探頭尖的上升時間（示波器帶寬）镊辕。
示波器系統(tǒng)帶寬不足，會引起上升時間慢和異常幅度衰減
為了獲得正確的振幅測量蚁袭，示波器的帶寬應(yīng)該比被測量的波形的頻率大5倍征懈。為了合理精確地測量波形的上升或下降時間，示波器必須有足夠的上升時間揩悄。
采樣
采樣是等間隔地進行卖哎；
采樣率以 “點/秒”來表示。
實時采樣删性、隨機等效采樣亏娜、順序等效采樣方
數(shù)字實時采樣技術(shù)：實時采樣是最直觀的采樣方式，采樣率超過模擬帶寬4－5倍或更高蹬挺。
只需一次觸發(fā)已采集到信號所有資料维贺；
對信號的要求：重復(fù)信號且可允許信號變化；
實時采樣技術(shù)示波器巴帮，不僅適用捕獲重復(fù)信號溯泣、而且是捕捉非重復(fù)信號和單次信號的有效技術(shù)。以及是捕獲隱藏在重復(fù)信號中的毛刺和異常信號前提條件榕茧。
示波器標(biāo)定帶寬＝重復(fù)信號帶寬＝瞬態(tài)（單次）信號帶寬
隨機數(shù)字等效采樣技術(shù)：以較低的A/D對信號采集, 將多次觸發(fā)采集到的資料進行重組垃沦，實現(xiàn)對重復(fù)信號的捕獲和顯示；
需要經(jīng)過多次次觸發(fā)才能采集到信號的所有資料
對信號的要求：信號必須重復(fù)并且穩(wěn)定用押，如信號變化（如幅度）將造成顯示混亂肢簿。
等效技術(shù)示波器，只適用捕獲重復(fù)穩(wěn)定信號，對捕獲非重復(fù)信號和單次信號的能力池充。以及是捕獲隱藏在重復(fù)信號中的毛刺和異常信號的能力桩引。將受到實時采樣率的限制。
示波器標(biāo)定帶寬＝重復(fù)信號帶寬> 瞬態(tài)（單次）信號帶寬收夸。
采樣率對單次信號采集
數(shù)字示波器不但用于觀測重復(fù)信號坑匠，同時需要觀測單次事件信號。雖然示波器的放大器帶寬保證了信號輸入不失真咱圆，如采樣率不足會造成顯示信號漏失和失真笛辟。所以示波器必須具有足夠的采樣速率，用以捕捉單次信號和精確恢復(fù)顯示波形序苏。
奈奎斯特抽樣定律中指出采樣率至少為信號最高頻率帶寬的2倍以上手幢，從而保證信號在恢復(fù)時不發(fā)生混迭現(xiàn)象和失真的情況發(fā)生。
單次采集帶寬和波形復(fù)現(xiàn)
?單次采樣帶寬也就是常說的實時帶寬忱详，它是由模擬帶寬围来、采樣率以及波形重建的方法共同決定，因此它決定了所構(gòu)建的單次波形的完整性 匈睁。
?波形重建的方法主要是指波形再現(xiàn)的插值算法监透。
線性內(nèi)插：在相鄰采樣點直接連接上直線，局限于直邊緣信號航唆。
正弦內(nèi)插：（SinX/x）利用曲線來連接樣點胀蛮，通用性更強。它利用數(shù)學(xué)處理糯钙，在實際樣點間隔中運算出結(jié)果粪狼。這種方法彎曲信號波形，使之產(chǎn)生比純方波和脈沖更為現(xiàn)實的普通波形任岸。泰克公司采用的是 sin x/x 正弦內(nèi)插發(fā)復(fù)現(xiàn)信號再榄。
內(nèi)插系數(shù)：泰克公司的內(nèi)插系數(shù)為2.5,采用5倍以上示波器帶寬的采樣率是為提高信號的保真;
使用正弦內(nèi)插，一般采用內(nèi)插系數(shù)為5計算示波器的單次信號帶寬享潜。單次帶寬＝實時采樣率/5（內(nèi)插系數(shù)）困鸥。使用線性內(nèi)插，一般采用內(nèi)插系數(shù)為10計算示波器的單次信號帶寬剑按。單次帶寬＝實時采樣率/10（內(nèi)插系數(shù)）疾就。
示波器采樣率決定：窄脈沖和毛刺信號精確捕獲和復(fù)現(xiàn)能力只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn);
示波器帶寬選定后吕座，采樣率決定了單次帶寬虐译。單次帶寬決定示波器對毛刺和單脈沖信號的捕獲能力和復(fù)現(xiàn)能力，也決定了示波器檢測重復(fù)信號中異常信號和隨機毛刺信號的捕獲能力吴趴。
示波器采樣率決定：單次事件信號沿的精確捕獲和復(fù)現(xiàn)能力只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn);
示波器帶寬選定后，采樣率決定單次帶寬锣枝。單次帶寬決定示波器對階躍厢拭、單次信號中的快沿的捕獲和復(fù)現(xiàn)能力，也決定了示波器對檢測撇叁，低重復(fù)率信號的上升和下降沿捕獲能力供鸠。
示波器采樣率決定：脈沖序列精確復(fù)現(xiàn)能力，只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)陨闹，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn);
總結(jié)：采樣率的選擇
我們在確定示波器的帶寬后楞捂，還要選擇足夠的采樣率來與之相配合，這樣才能獲得適合于實際測量中的實時帶寬趋厉，從而獲得滿意的顯示和測量結(jié)果寨闹。
示波器采樣率不足，將會使信號失去高頻成份君账，影響對信號的完整性測量繁堡。如：使信號上升和下降時間變慢，或造成波形漏失乡数。
如果在實際的測量中椭蹄，比較重視單次信號的精確信息，我們建議采樣率要在帶寬的五倍以上净赴，最好能在八到十倍;
