示波器简介

一、基本原理
最早期的示波器是模拟示波器，但现在市场上大都是数字示波器，模拟示波器几乎已经绝迹。尽管如此，还是有必要了解模拟示波器的结构，才能对大行其道于现今的数字示波器的缺点印象深刻。
1.1 模拟示波器

图1是模拟示波器体系结构框图。在本质上，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。电子束受到水平时基和垂直偏转的共同作用，水平时基使电子束以恒定的速率从左向右移动，垂直偏转控制电子束在垂直方向的位置。通过探头引入的电压信号经过衰减或者放大后作用于垂直偏转板，引起电子束上下移动。电子束上下移动的同时也从左向右移动，这样，一幅电压-时间图就描绘了出来。
显示屏是阴极射线管（CRT），电子束投射到屏幕的某处，屏幕后面就会有明亮的物质。同一位置被电子束投射的频率越高，显示就越亮。所以，模拟示波器测量的信号并非二维平面图，而是有第三维——亮度级。
二、数字示波器

图2是数字示波器的结构框图。数字示波器通过模数转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。它捕获的是波形的一系列样值，通过插值算法将离散的点连接起来后显示。这些离散的点可以存储，波形消失后也可以显示。也可以做运算，加减乘除FFT等等。
三、差别
1）模拟示波器采集显示连续的信号，数字示波器采集离散的点，离散的点之间的曲线采用插值算法补充
2）数字示波器捕获的波形可以存储，运算（加，减，FFT等），模拟示波器只能显示当前的信号，无法记录过去的信号。
3）频率范围。CRT 限制着模拟示波器显示的频率范围。在频率非常低的地方，信号呈现出明亮而缓慢移动的点，而很难分辨出波形。在高频处，起局限作用的是CRT的写速度。当信号频率超过CRT的写速度时，显示出来的过于暗淡，难于观察。模拟示波器的极限频率约为1GHz。数字示波器的采样率取决于ADC，其采样率可以高达100G。
四、触发系统简介
对于周期信号，需要稳定地显示，不能左右抖动。想象放电影，一幕一幕地播放。示波器的显示也一样，采样一次的所有点形成一幕信号显示在示波器屏幕上，然后再采样一幕信号显示。放电影需要每一幕画面的动作连续，示波器显示周期信号则希望每一幕信号都重合在一起。假设测试一个正弦信号，第一幕开始显示的点是峰值位置，第二幕开始显示的点是峰谷位置，也就是两次显示的正弦波相差180度相位。示波器的波形更新很快，由于视觉暂留效应，显示第二幕信号时，还能看到第一幕信号。两幕信号一起观察就会乱，看起来像是在左右移动。如图3所示

示波器的采样不是一直进行，而是采样一幕信号后歇息一段时间才能开始下一次采样。只要保证每次采样的第一个点在垂直方向的位置一样，波形自然就重合在了一起。触发就是当输入电压值为固定的XX时采样开始。
上面说的是周期信号，那不是周期信号的时候呢？实际上大多数信号都不是周期的。想象自驾游，boy驾车，girl拍风景。如果boy一刻不停地一路狂飙，girl能拍到好的风景吗？最好是事先有个计划，在风景好的地方停下来拍照。示波器的触发类似，比如某个信号正常的上升时间为4n~5ns，但是由于受到某些干扰，其上升时间偶尔会变成2ns。此时，触发方式设置为上升时间小于3ns时触发，示波器就值显示满足条件的信号，其他的信号不会显示。所以，触发的作用是找出关心的信号，滤除不在乎的信号。