数字示波器基础知识

数字示波器及其简单原理图数字示波器可以分为数字存储示波器（DSOs)、数字荧光示波器(DPOs）、混合信号示波器(MSOs）和采样示波器。

数字式存储示波器与传统的模拟示波器相比，其利用数字电路和微处理器来增强对信号的处理能力、显示能力以及模拟示波器没有的存储能力。

数字示波器的基本工作原理如上图所示当信号通过垂直输入衰减和放大器后，到达模-数转换器（ADC)。

ADC将模拟输入信号的电平转换成数字量，并将其放到存贮器中。

存储该值得速度由触发电路和石英晶振时基信号来决定。

数字处理器可以在固定的时间间隔内进行离散信号的幅值采样。

接下来，数字示波器的微处理器将存储的信号读出并同时对其进行数字信号处理，并将处理过的信号送到数—模转换器（DAC），然后DAC的输出信号去驱动垂直偏转放大器.DAC也需要一个数字信号存储的时钟，并用此驱动水平偏转放大器。

与模拟示波器类似的，在垂直放大器和水平放大器两个信号的共同驱动下，完成待测波形的测量结果显示。

数字存储示波器显示的是上一次触发后采集的存储在示波器内存中的波形，这种示波器不能实时显示波形信息。

其他几种数字示波器的特点，请参考相关书籍。

Agilent DSO-X 2002A 型数字示波器面板介绍该示波器有两个输入通道CH1和CH2，可同时观测两路输入波形。

选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。

选择通道2时，示波器仅显示通道2的信号。

选择双通道时，示波器同时显示通道1信号和通道2信号。

荧光屏（液晶屏幕）是显示部分。

屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。

操作面板上的各个按钮按下后，相应参数设置会显示在荧光屏上.开机后，荧光屏显示如下：测试信号时,首先要将示波器的地（示波器探笔的黑夹子）与被测电路的地连接在一起。

根据输入通道的选择，将示波器探头接触被测点（信号端）.按下Auto Scale,示波器会自动将扫描到的信号显示在荧光屏上。

示波器探头基础知识示波器探头原理---示波器探头工作原理示波器探头不仅仅是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线，而且是测量系统的重要组成部分。

探头有很多种类型号各有其特性，以适应各种不同的专门工作的需要，其中一类称为有源探头，探头内包含有源电子元件可以提供放大能力，不含有源元件的探头称为无源探头，其中只包含无源元件如电阻和电容。

这种探头通常对输入信号进行衰减。

我们将首先集中讨论通用无源探头，说明共主要技术指标以及探头对被测电路和被测信号的影响，接着简单介绍几种专用探头及其附近。

屏蔽示波器探头的一个重要任务是确保只有希望观测的信号才在示波器上出现，如果我们仅仅使用一普通导线来代替探头，那么它的作用就好象是一根天线，可以从无线电台、荧光灯，电机、50或60Hz的电源的交流声甚至当地业余无线电爱好者那里接收到很多不希望的干扰信号，这类噪声甚至还能注入到被测电路中去所以我们首先需要的是屏蔽的电缆，示波器探头的屏蔽电缆通过探头尖端的接地线和被测电路连接，从而保证了很好的屏蔽。

一．探头构造图：4. 一个探头，就算它只是简单的一条电线，它也可能是一个很复杂的电路。

a）对于DC 信号( 0 Hz 频率)，探头作为一对导线与一系列电阻，就向一个终端电阻一样。

b) AC 信号的特性变化是因为：电线具有分布电感(L)，电线具有分布电容(C)。

分布电感反作用于AC信号，在信号频率增加时，阻止AC信号通过。

分布电容反作用于AC信号，在信号频率增加时，减小 AC信号电流通过的阻抗。

这些反作用元件(L 和 C )的交互作用，与电阻元件(R)一起，成为随信号频率不同而变化的探头阻抗。

示波器选型（探头技术指标参数的意义）自从示波器问世以来，它一直是最重要，最常见的电子测试仪器之一，由于电子技术的发展，示波器的功能在不断上升完善，其它性能和价格也是五花八门主，其探头也是从单一到复杂。

一。

频宽和示波器一们，探头也具有其允许的有限带宽。

数字示波器使用方法
数字示波器是一种用于观察电子信号波形的仪器，它可以帮助工程师和技术人员快速准确地分析电路中的电压信号。

本文将介绍数字示波器的基本使用方法，帮助您更好地掌握这一重要的仪器。

首先，使用数字示波器前需要确保设备连接正确。

将被测信号的输入端连接到示波器的输入端，确保极性正确，避免短路或损坏设备。

接下来，打开示波器并调整垂直和水平控制，使波形在屏幕上清晰可见。

调整示波器的垂直控制，可以改变波形的幅度，使波形在屏幕上占据适当的空间。

同时，可以调整示波器的水平控制，改变波形在时间轴上的位置，以便观察特定时间段内的波形变化。

另外，数字示波器还具有触发功能，可以帮助用户捕获特定条件下的波形。

通过调整触发控制，可以设置触发的电压水平、触发的边沿类型和触发的通道，以确保捕获到所需的波形。

在观察波形时，可以利用示波器的测量功能对波形进行分析。

示波器可以测量波形的频率、周期、峰峰值、均值等参数，帮助用户更全面地了解电路中的信号特性。

此外，数字示波器还具有存储和回放功能，可以将观察到的波形保存下来，以便后续分析和比较。

通过存储和回放功能，用户可以更方便地对波形进行详细的分析和研究。

最后，在使用完数字示波器后，需要注意关闭设备并将连接线缠绕整齐，以确保设备的安全和整洁。

另外，定期对数字示波器进行校准和维护，以保证其测量的准确性和稳定性。

总之，数字示波器是一种非常重要的电子测量仪器，掌握其基本使用方法对于工程师和技术人员来说至关重要。

通过本文的介绍，希望能够帮助您更好地理解和应用数字示波器，提高工作效率和准确性。

数字示波器的原理是怎样的呢数字示波器是一种电子测量仪器，它可以用来测量和显示电信号的波形、频率、幅度和相位等参数。

与模拟示波器相比，数字示波器具有采样频率高、带宽宽、测量精度高、测量速度快、易于使用和自动化处理等优点，已经成为现代电子工程师和科学家电路测量和分析的主要工具之一。

数字示波器的原理可以分为三个部分：信号采集、数字化和处理显示。

1.信号采集数字示波器的第一部分是信号采集。

它通常包括前置放大器、带通滤波器和采样电路。

前置放大器负责放大电信号，以便后面的电路可以带宽度为宽的信号进行采样。

带通滤波器负责去除在已定波形之外的杂散信号，以保证精度。

采样电路负责在一个定频率下对信号进行采样，并将采样后的信号发给数字化电路。

2.数字化数字示波器的第二部分是数字化。

在这个部分中，采集到的模拟信号需要被转换为数字信号，而数字量不能被直接读取，所以需要进行模拟信号转换。

转换过程使用了一种称为模数转换器的芯片。

这些器件使用一种称为时间分频的技术来将信号转换成数字。

它包括一个可编程时钟，通过改变其周期来确定采样速度，然后将采样电路输出的电压值进行比较，产生与信号幅值相对应的数字代码。

3.处理和显示数字示波器的最后部分是处理和显示。

在这个部分中，被数字化的信号将被处理以给出波形、幅度和频率等的有用信息。

通常，处理涉及下采样、插值、数学函数计算和存储等操作。

最终，处理好的波形数据将被显示在数字示波器的屏幕上。

这个过程可以通过编辑波形的颜色、增加标注和测量测量属性，轻松地操纵数据以获得需要的信息。

总的来说，数字示波器的原理是将输入的电信号转换成数字信号，然后对数字信号进行处理以获得波形、频率和幅度等的有效信息，最终将处理好的数据显示在数字示波器的屏幕上。

这种测量仪器已经成为现代电子工程师和科学家进行电路测量和分析的主要工具之一。

示波器及探头使用公司目前使用的示波器以数字示波器为主，分为两类，一类是福禄克（FLUKE）数字示波器，另一类是泰克（Tektronix ）,另外还有一台建伍（KENWO0D）模拟示波器。

示波器在生产和研发中都是非常重要的一种仪器，而且也是非常昂贵的一种仪器，所以正确使用示波器不仅能提高工作效率，也能减小对示波器的不合理损耗。

一、示波器基础知识♦什么叫示波器？示波器本质上是一种图形显示设备，它描绘电信号的图形曲线。

在大多数应用中，呈现的图形能够表明信号随时间的变化过程：垂直（Y）轴表示电压，水平（X）轴表示时间。

有时称亮度为Z轴。

这一简单的图形能够说明信号的许多特性，例如：信号的时间和电压值振荡信号的频率信号所代表电路的“变化部分” 信号的特定部分相对于其他部分的发生频率是否存在故障部件使信号产生失真信号的直流值（DC）和交流值（AC）信号的噪声值和噪声是否随时间变化。

♦波形测量频率和周期不断重复的信号具有频率特性。

频率的单位是赫兹（Hz）,表示一秒时间内信号重复的次数。

成为周期每秒。

重复信号也具有周期特性，即信号完成一个循环所需要的时间量。

周期和频率互为倒数关系，即1/ 周期等于频率，同理1/ 频率等于周期。

电压电压是电路两点间的电势能或信号强度。

有时把地线或零电压作为参考点。

如果测量的是波形从最高峰值到最低峰值的电压值，则称为电压的峰值- 峰值。

幅度幅度是指电路两点间电压量。

幅度通常指被测信号以地或零电压为参考时的最大电压。

其他有些示波器还提供了测量相位、占空比、延时、上升时间等的功能。

♦示波器的分类模拟示波器本质上，模拟示波器工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。

示波器屏幕通常是阴极射线管（CRT。

电子束投到荧幕的某处，屏幕后面总会有明亮的荧光物质。

当电子束水平扫过显示器时，信号的电压是电子束发生上下偏转，跟踪波形直接反映到屏幕上。

在屏幕同一位置电子束投射频度越大，显示得也越亮。

示波器使用基础知识示波器（Oscilloscope）是一种用于观测和测量电信号波形的仪器，是电子实验室和工程师常用的工具之一、它能够显示电压随时间变化的波形图，并可以用于分析信号的频率、幅度、相位等特性。

本文将介绍示波器的基础知识，包括工作原理、种类、操作方法等内容。

一、示波器的工作原理示波器的工作原理基于信号的采样和显示。

当被测信号通过示波器的输入通道时，示波器会对信号进行采样，并将采样结果通过电子束扫描的方式显示在屏幕上，形成波形图。

示波器的核心部件是电子束管，它是一种真空管，内部包含有阴极、聚焦剂、水平和垂直偏转板等。

当示波器接收到信号后，会对电子束施加水平和垂直的偏转电压，使电子束在屏幕上形成波形图。

二、示波器的种类示波器根据使用范围、性能特点等因素可以分为不同的种类。

常见的示波器包括：1.模拟示波器：采用电子束管显示波形图，具有较高的输入动态范围和带宽，适用于高频、高速的信号测量。

2.数字示波器：采用数字方式对信号进行采样和处理，并通过液晶显示屏显示波形图。

数字示波器可以对波形进行数学运算、存储、触发等操作，适用于对信号进行更复杂的分析和处理。

3.存储示波器：能够将波形数据存储在内部存储器中，并可以通过接口输出到计算机进行进一步分析和处理。

4.扫描示波器：通过扫描方式显示多个信号的波形图，适用于多通道信号的观测和比较。

三、示波器的操作方法1.连接电源和信号源：示波器通常需要连接外部电源，并通过输入通道接收被测信号。

在连接信号源时，需要注意信号源的适配性和匹配阻抗。

2.调节水平和垂直控制：示波器的水平和垂直控制可以调节波形图的位置和大小。

水平控制可以调整波形图的水平偏移和触发位置，垂直控制可以调整波形图的幅度和灵敏度。

3.设置触发模式：示波器可以设置触发模式以稳定地显示波形图。

触发模式可以根据信号的上升沿、下降沿、脉冲宽度等进行设置。

4.进行波形显示和分析：根据需要可以选择采样率和时间基准进行波形显示。

数字示波器原理
数字示波器是一种用于显示电信号波形的仪器，通过将电信号转换为数字信号并进行处理，最终在屏幕上显示出波形图形。

数字示波器的主要原理包括采样、模数转换、数据存储和显示。

首先，数字示波器通过采样器将连续的电信号离散化为一系列的采样点。

采样率是指每秒钟采样的次数，通常以赫兹（Hz）表示。

采样率越高，信号的细节就越清晰，但同时也会增加数据处理的复杂性和存储空间的需求。

接下来，模数转换器将采样的模拟信号转换为数字信号，以便进行后续的数字处理。

这里的模数转换器通常采用了先进的集成电路技术，能够高效地将模拟信号转换为数字形式。

数据存储是数字示波器中的一个重要环节。

采样得到的一系列数字信号将被存储在内存中，以便进行后续的处理和显示。

内存的大小决定了数字示波器能够存储的信号波形的长度。

最后，数字示波器通过显示器将处理后的数字信号转换为可见的波形图形。

这一过程涉及到数据解码和图像生成，数字示波器能够将存储的数字信号以合适的时间轴和幅度比例显示出来。

用户可以通过控制按钮和旋钮来调整显示的波形图形，以获得所需的信号细节。

总的来说，数字示波器利用了数字技术和信号处理算法，能够高效地采集、转换和显示电信号的波形图形。

与传统的模拟示
波器相比，数字示波器具有采样率高、噪声低、操作简便等优势，因此在电子工程领域得到了广泛的应用。

示波器基础（一）——示波器基础知识之一1．1 说明和功能我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。

普通的电压表是在其度盘上移动的指针或者数字显示来给出信号电压的测量读数。

而示波器则与共不同。

示波器具有屏幕，它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间的变化，即波形。

示波器和电压表之间的主要区别是：1.电压表可以给出祥测信号的数值，这通常是有效值即RMS值。

但是电压表不能给出有关信号形状的信息。

有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率。

然而，示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况。

2.电压表通常只能对一个信号进行测量，而示波器则能同时显示两个或多个信号。

显示系统示波器的显示器件是阴极射线管，缩写为CRT，见图1。

阴极射线管的基础是一个能产生电子的系统，称为电子枪。

电子枪向屏幕发射电子。

电子枪发射的电子经聚焦形成电子束，并打在屏幕中心的一点上。

屏幕的内表面涂有荧光物质，这样电子束打中的点就发出光来。

图1 阴极射线管图电子在从电子枪到屏幕的途中要经过偏转系统。

在偏转系统上施加电压就可以使光点在屏幕上移动。

偏转系统由水平（X）偏转板和垂直（Y）偏转板组成。

这种偏转方式称为静电偏转。

在屏幕的内表面用刻划或腐蚀的方法作出许多水平和垂直的直线形成网络，称为标尺。

标尺通常在垂直方向有8个，水平方向有10个，每个格为1cm。

有的标尺线又进一步分成小格，并且还有标明0％和100％的特别线。

这些特别的线和标明10％和90％的标尺配合使用以进行上升时间的测量。

我们后面会讨论这个问题。

如上所述，受到电子轰击后，CRT上的荧光物质就会发光。

当电子束移开后，荧光物质在一个短的时间内还会继续发光。

这个时间称为余辉时间。

余辉时间的长短随荧光物质的不同而变化。

最常用的荧光物质是P31，其余辉时间小于一毫秒(ms).而荧光物质P7的余辉时间则较长，约为300ms，这对于观察较慢的信号非常有用。

P31材料发射绿光，而P7材料发光的颜色为黄绿色。

数字示波器工作原理
数字示波器是一种测量电信号波形的工具，它通过使用模数转换器将连续的电信号转换为数字信号，并在显示屏上显示出波形。

数字示波器的工作原理是：首先，它通过连接信号源和示波器的输入端口来接收待测信号。

接着，待测信号将进入示波器的前置放大器，该放大器会放大信号的幅度，以便更好地观察信号波形。

接下来，前置放大器输出的信号通过采样电路，即模数转换器（ADC），将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

ADC
以高速率采样输入信号，并将每个采样点的模拟电压转换为数字表示。

数字信号然后通过示波器的处理单元进行处理，包括数学运算、特定功能的应用等。

示波器的处理单元能够对信号进行各种操作，如幅值测量、频率测量、相位测量、FFT变换等，从而提供更多有用的信息。

最后，处理后的数字信号将发送到示波器的显示单元，即显示屏上。

显示单元会将数字信号转换为可视化的波形，并以可视化的方式呈现给用户。

用户可以通过观察屏幕上的波形来分析信号的性质和特点。

总的来说，数字示波器是通过将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，然后对数字信号进行处理和显示来实现测量电信号
波形的功能。

它不仅具有高精度和高可靠性，还能提供更多的功能和操作选项，以满足用户的需求。

数字示波器的基本原理数字示波器（Digital Oscilloscope，简称DSO）是一种用于测量和显示电压信号随时间变化的仪器。

它将输入的模拟电压信号经过采样和转换，转化为数字信号进行处理和显示。

数字示波器的基本原理是首先将输入的模拟信号经过模拟前端，包括放大、滤波等处理，然后将模拟信号转换为数字信号。

这个过程是通过采样和量化来实现的。

采样是指周期性地对输入信号进行测量，将连续的模拟信号转化为离散的样本，即在固定的时间间隔内获取一串离散的电压值。

量化则是指将采样得到的连续电压值转化为离散的数值，将其映射到一个特定的数字编码上，这个数字编码代表了该采样时刻的电压值。

采样定理是数字示波器采样过程的基础。

根据采样定理，对于输入信号具有的最高频率f_max，需要以大于其两倍的采样频率f_s进行采样，即f_s>2*f_max。

这是为了避免采样过程中出现混叠现象，保证采样后的数字信号能够准确地还原输入信号的频率特性。

数字示波器还包括一块内存区域，用于存储连续的采样值。

当一次采样完成后，数字信号会按照一定的速率（采样率）传递到内存中，然后在显示屏上逐点绘制出电压随时间变化的图形。

为了实现快速的显示更新，数字示波器通常使用硬件加速技术和缓存机制来提高显示帧率和响应速度。

除了基本的波形显示功能，数字示波器还常常具备触发功能，用于捕捉特定的波形事件。

通过设置合适的触发条件，可以指定在特定电压、时间等条件下进行采样和显示。

触发功能可以帮助用户抓取并显示稳定的波形信号，从而更好地进行信号分析和故障诊断。

综上所述，数字示波器的基本原理包括模拟信号处理、采样和量化、存储和显示等过程，使得用户能够通过数字形式直观地观察和分析电压信号的变化。

示波器原理,条件,方法示波器原理、条件和方法示波器是一种用于显示电信号波形的仪器，它利用电子技术和光学原理来观察和测量电信号的变化。

示波器广泛应用于电子工程、通信、医学等领域，可用于测量频率、幅值、相位等参数。

下面将从示波器的原理、使用条件和常用方法三个方面进行介绍。

一、示波器的原理示波器的基本原理是利用电子束在荧光屏上产生亮度变化的原理来显示电信号的波形。

当电信号进入示波器后，经过放大、滤波等处理后，被连接到电子枪的垂直偏转板和水平偏转板上。

电子枪会发射出一束高速电子，经过垂直和水平偏转板的作用，电子束在荧光屏上形成一个点。

由于电信号的变化，垂直和水平偏转板会控制电子束的位置，从而在荧光屏上显示出相应的波形。

二、示波器的使用条件示波器的使用条件主要包括以下几个方面：1. 输入信号的频率范围应在示波器的测量范围之内。

示波器一般会标注其最高可测量的频率范围，用户在选择示波器时需要根据实际需要来确定。

2. 输入信号的幅度范围应在示波器的测量范围之内。

如果输入信号的幅度超过示波器的测量范围，可能会导致显示不准确甚至损坏示波器。

3. 输入信号的波形形状应与示波器的测量模式匹配。

示波器一般支持多种测量模式，如正弦波、方波、脉冲等，用户需要选择合适的测量模式来保证测量结果的准确性。

三、示波器的常用方法示波器作为一种测量仪器，有多种常用方法可以用来观察和测量电信号的波形。

以下是一些常用的方法：1. 垂直调节：通过调节示波器的垂直偏移、增益和衰减等参数，可以使波形在荧光屏上居中、放大或缩小，以便更好地观察和测量。

2. 水平调节：通过调节示波器的水平扫描速度和水平偏移等参数，可以改变波形在时间轴上的显示位置和速度，以便更好地观察和测量波形的周期和相位。

3. 触发设置：通过设置示波器的触发模式、触发电平和触发源等参数，可以使波形在荧光屏上稳定显示，以便更好地观察和测量。

4. 自动测量：示波器一般提供自动测量功能，可以自动测量波形的频率、幅值、占空比等参数，方便用户进行快速测量和分析。

示波器的使用电磁测量是物理实验中最重要的基础内容，它在当今生活、生产和科学研究中有着最广泛的应用。

电子产品的正确使用和维护也是必不可少的，很多仪器仪表如万用表、示波器常被用到。

仪器种类虽然很多，但使用方法类似。

接下来我们以万用表的使用、示波器的使用学习这些仪器的使用，认识一些常见的电子元件，掌握基本安全用电知识。

【实验目的】1.了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合；2.熟悉使用示波器的基本方法，观察信号特征（正弦波、三角波、方波），学会用示波器测量波形的幅值、周期和相位的方法。

；3.观察李萨如图形。

【实验前准备】1.粗略阅读讲义，了解大致的实验过程；2.认真阅读讲义，掌握示波器各主要组成部分及波形显示的原理；3.记住示波器面板各调节旋钮作用及如何配合使用；4.自己不懂的地方问同学或老师，清除一切障碍，为顺利完成实验。

【自学资料】(一)示波器种类及主要功能示波器用来测量各种信号形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。

除观测电电压的波形外，还可以测定频率、相位等。

凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。

示波器分为数字示波器和模拟示波器。

模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子枪）电子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏幕上。

屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就会发出光来。

而数字示波器则是数据采集，A/D 转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。

模拟示波器又分通用示波器（单综）、二踪示波器。

各种类型的示波器都是以频率作为最大量程的。

如YB4325型二踪示波器为20MHz。

(二)示波器显示原理及使用示波器结构如图6-1由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成，图6-1示波器的基本结构简图1.示波管如图6-2所示，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。