作者：陳峰

示波器是檢測和顯示信號波形的儀器，在電子測量方面使用最廣泛的儀器。模擬示波器現(xiàn)已退役；數(shù)字示波器是目前普遍采用的技術(shù)，通過ADC把被測電壓模擬量數(shù)字化，其后存儲、數(shù)字處理和波形分析顯示。

示波器基本結(jié)構(gòu)原理

輸入端口

同軸連接器，18GHz以下帶寬的示波器接口外觀與BNC相似，但是BNC的設(shè)計應(yīng)用頻率范圍通常在1GHz以下，因此并非BNC，示波器端口的內(nèi)外導體特性與N型連接器一致，外殼連接方式使用BNC卡口連接；到50GHz的示波器端口采用2.4mm連接器，50GHz以上的使用1mm連接器。

Ground接地

接地開關(guān)，選擇設(shè)置接地時，信號輸入端直接接地。

Coupling耦合連接方式

AC耦合1MΩ：

信號經(jīng)過隔直電容，連接1MΩ輸入阻抗，可測量信號帶寬一般在500MHz以下，5~10Hz以上。

DC耦合1MΩ：

信號連接1MΩ輸入阻抗，可測量信號帶寬一般在500MHz以下。

DC耦合50Ω：

信號連接50Ω輸入阻抗，可測量信號帶寬覆蓋示波器整個頻率范圍。

offset偏置電壓

調(diào)節(jié)波形的垂直位置，單位是電壓V，偏置調(diào)節(jié)的計算關(guān)系是輸入信號電壓Vin-offset，offset為正值時，波形整體向下，為負值時波形整體向上。

Vertical scale垂直擋位

電壓量程設(shè)置，每格多少V電壓。

Bandwidth帶寬

示波器可對輸入信號的帶寬進行限制，除了全帶寬整個頻率范圍之外，還有一組3~4檔低通模擬濾波器可供選擇，注意濾波器帶寬必須大于信號帶寬。

Position垂直位移

調(diào)節(jié)波形在屏幕中的上下位置，單位是“格div”，作用與offset類似但是單位不同，垂直位移與輸入電壓計算關(guān)系是求和。

ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換

將模擬信號數(shù)字量化，是數(shù)字示波器的靈魂，通常單片ADC是8位，高端示波器的HD模式是16位。

Digital filter數(shù)字濾波器

可自定義截止頻率，預設(shè)數(shù)字濾波器。

Channel輸入通道

示波器的測試通道通常不止一個，常見2通道或4通道的示波器，每個通道都包含上述內(nèi)容，各通道之間可以通過觸發(fā)系統(tǒng)建立同步。

注：示波器的觸發(fā)，參見文章：

示波器觸發(fā)功能詳解

示波器探頭

示波器探頭是把信號接入示波器輸入端的裝置，在其標稱的指標范圍內(nèi)，必須保證被測信號傳輸?shù)耐暾?，最小的信號失真?

最直接的連接裝置是同軸電纜，應(yīng)用場合是同軸端口的被測件。

對于其它連接方式，現(xiàn)代示波器的探頭，針對不同應(yīng)用，發(fā)展出許多類型，根據(jù)測試需求進行選擇。

示波器功能和應(yīng)用

· 模擬信號時域波形分析

· 示波器的基本功能

· 顯示和分析電平/時間關(guān)系

· 頻域分析

· FFT頻譜儀功能

· I/Q分析

· 通過對時域信號的FFT運算實現(xiàn)

· 邏輯/協(xié)議分析

· 各類總線和協(xié)議的分析測試

· TDR時域反射分析