示波器的历史可以追溯到20世纪初。较初,它是一种用于观察和测量电信号的基本工具,为电子技术的发展奠定了基础。早期的示波器主要以阴极射线管(CRT)为基础,结构相对简单,功能也比较有限。随着电子技术和半导体工艺的不断进步,示波器逐渐发展成熟。从模拟示波器到数字示波器,这一转变是示波器发展史上的一个重要里程碑。数字示波器采用数字信号处理技术,不仅提高了测量精度和稳定性,还为示波器带来了更多的功能和特性,如数据存储、分析等。如今,示波器已经成为电子工程师和科研人员手中不可或缺的重要仪器。示波器的波形放大功能可将小信号波形局部放大,便于观察微小的信号变化。记忆数字示波器

模拟示波器是示波器发展早期的主要类型。它基于电子束在荧光屏上的偏转原理来显示信号波形。其重心部件是示波管,通过电子枪发射电子束,电子束在垂直和水平偏转板的作用下发生偏移,从而在荧光屏上绘制出信号波形。模拟示波器的优点在于结构简单、实时性好,能够直接观察到信号的动态变化过程。它可以快速响应信号的变化,对于观察快速变化的信号非常直观。然而,模拟示波器也存在一些局限性,如测量精度相对较低,因为其显示结果容易受到外界干扰和环境因素的影响;而且它的存储功能有限,无法长时间保存波形数据,不利于后续的分析和处理。记忆数字示波器示波器的触发延迟功能可设置触发的延迟时间,方便观察信号的特定部分。

在电子测量中,示波器可对波形的多个参数进行精确测量。电压测量方面,可通过测量波形的峰 - 峰电压、幅值等,了解信号的幅度变化范围。这有助于评估电路的增益、判断信号是否失真。时间测量也是关键,能测量信号的周期、频率、脉冲宽度等。例如在时钟电路中,准确测量时钟信号的周期和频率,对保证电路的同步工作至关重要。此外,还能测量信号的上升沿和下降沿时间,这在高速数字电路中尤为重要,对于分析信号的传输延迟和抗干扰能力有重要意义。
示波器具有多种测量功能。首先是电压测量,可以直接测量出信号的峰 - 峰电压、幅值、平均电压等参数。这在一些电路功率计算、信号失真度分析等方面非常重要。其次是时间测量,能够准确测量信号的周期、频率、脉冲宽度、上升时间、下降时间等。在高速数字电路中,上升时间和下降时间的测量有助于评估电路的性能,因为它影响着信号的传输延迟和电磁兼容性等特性。另外,示波器还可用于相位差的测量,在分析复杂的多信号电路,如相控阵天线系统中的各个通道信号之间的相位关系时,这种功能就非常关键。而且,对于一些带有频谱分析功能的示波器,还能够初步分析信号的频谱成分。示波器的探头是连接被测电路与示波器的重要部件,直接影响测量准确性。

示波器的显示依赖于其特殊的屏幕构造和显示原理。示波管屏幕上的电子束在水平和垂直方向的电场作用下发生偏转,从而绘制出信号波形。现代示波器屏幕多采用液晶显示屏(LCD)或发光二极管显示屏(LED),它们具有高分辨率、良好的对比度和可视角度等优点。为了更好地呈现波形细节,示波器屏幕通常具备多种显示模式,如正常显示、单踪显示、多踪显示等。此外,屏幕上的刻度标记有助于用户准确读取波形的各种参数,如幅度、时间间隔等。通过合理利用这些显示特性,用户能够更直观、准确地分析和理解电信号的特征。示波器在电子制作过程中可用于检测自制电路的信号输出是否符合预期。同步采样数字示波器
示波器可用于检测晶体振荡器输出的稳定信号,确保时钟信号的准确性。记忆数字示波器
示波器的触发功能是其不可或缺的优点之一。触发功能的作用是让示波器能够在特定的条件下开始采集和显示波形,从而准确地捕捉到我们感兴趣的信号部分。在实际的电信号测量中,信号往往是复杂多变的,可能包含各种噪声和干扰。如果没有触发功能,示波器屏幕上的波形可能会杂乱无章,难以分析。而通过设置合适的触发条件,如信号的上升沿、下降沿、特定电平值等,示波器可以稳定地显示波形,使我们能够清晰地观察到信号的特征。例如,在分析一个周期性脉冲信号时,我们可以设置触发条件为脉冲的上升沿,这样示波器就会在每个脉冲的上升沿处开始采集波形,从而得到稳定、清晰的脉冲序列显示,方便我们对信号的周期、幅度等参数进行测量和分析。记忆数字示波器
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