什么是示波器?

什么是示波器?

示波器是常用来显示和分析电子信号波形的实验室仪器。可显示某一时刻的瞬时电压信号波形。示波器是一种用途广泛的电子测量仪器。它可以将不可见的电信号转换为可见的图像，方便人们研究各种电现象的变化过程。示波器使用由高速电子组成的窄电子束撞击涂有荧光材料的屏幕，产生微小的光点。在被测信号的作用下，电子束就像笔尖，可以在屏幕上画出被测信号瞬时值的变化曲线。

示波器可用于观察各种信号幅值随时间变化的波形曲线，可用于测试各种电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅等，在阴极射线管荧光屏上以图像的形式显示两个或多个参数之间的函数关系的电子测量仪器。根据不同的时域测量要求，示波器分为通用示波器、存储示波器和采样示波器三种类型。

典型的示波器可以显示频率低于1赫兹(Hz)或高于几兆赫兹(MHz)的交流电(AC)或脉冲直流电(DC)信号波形。高端示波器可以显示频率从几百千兆赫(GHz)不等的信号。显示分为所谓的水平div和垂直div。时间轴显示在x轴的左边，水平线显示在右边。当正电压值上升而负电压值下降时，瞬时电压显示在垂直y轴上。

传统的示波器就是所谓的阴极射线示波器。它通过使聚焦的电子束在阴极射线管(CRT)的前面板上以某种模式移动来产生图像或扫描。现代示波器使用类似笔记本屏幕的液晶显示器(LCD)电子复制CRT模型。最古老的示波器使用微处理器并显示信号波形。这些微处理器可以使用任何类型的显示，包括CRT、LCD和气体等离子体。随着电子技术的飞速发展，示波器市场因阴极射线管(CRT)而难以获得或成本高昂。传统的CRT显示模拟示波器逐渐向数字存储示波器转变。数字存储示波器的功能是将模拟信号观察后转换为数字信号，可以观察到触发前边缘的信号，并通过USB线与计算机连接实现示波器的过程控制和波形数据的返回。虽然数字存储示波器有许多优点，但仍不能完全取代它。与模拟示波器在波形更新速度和显示分辨率方面的最大优势相比。 Virtually all oscilloscopes have system settings for an adjustable horizontal sweep and vertical amplitude.

• 信号的时间和电压值。
• 振荡信号的频率。
• 电路的运动用信号表示。
• 一个信号的特定部分相对于其他部分出现的频率是多少?
• 故障部件是否使信号失真?
• 有多少信号是直流电(DC)或交流电(AC)?
• 信号中有多少是噪声，噪声是否随时间变化?

示波器的基本原理是什么?

示波器的作用是观察电压波形，因为电子电路的工作依赖于电压的变化进行通信。如果能观察到电压在时间轴上的变化，即波形，就可以知道电路的健康状况。

电子枪负责发射电子束。当电子束击中涂有荧光粉的荧光屏时，它会发光，但这还不够。为了观察信号的变化，只要对其施加信号电压，就会在电子束的垂直方向上放置两块金属板。它会影响电子束在垂直方向上的弯曲程度。这样，当信号的电压发生变化时，电子束的弯曲程度就会忠实地反映出信号的大小，上下就会出现在屏幕上。一个振荡的光点，但你只能看到这样一条垂直线。如果你想看到波形，你必须让光点从左向右移动。这个动作就是扫屏，所以需要一组横线的偏转板才能在屏幕上显示波形。

当电子束击中屏幕的荧光粉时，光的亮度将持续很短的一段时间，可能约为1毫秒。这段时间有助于暂时固定屏幕上的波形。如果结合人眼的视觉和持久特征，波形看起来会更稳定。波形仍然会闪烁，但你可能感觉不到，除非扫描频率很低，你可以清楚地感觉到它，但你可以直接通过相机看到波形的闪烁效果。

示波器面板:

示波器的面板有两组，一组是垂直菜单，另一组是水平菜单。这两组菜单最初用于控制垂直偏转板和水平偏转板。虽然这些偏转板已经不存在了，但它仍然用来控制水平和垂直显示波形的变化。

波形和波形测量:

随时间重复的模式的一般术语是波。声波、脑电波、海浪和电压波都是重复的模式。示波器测量电压波。波形是波的图形表示。振动、温度等物理现象或电流、功率等电现象都可以通过传感器转换成电压。波的循环是波的重复部分。电压波形在水平轴上显示时间，在垂直轴上显示电压。

波形揭示了信号的大量信息。当你看到波形高度的变化时，你就知道电压发生了变化。如果显示一条平坦的水平线，则意味着在这段时间内没有任何变化。直线和对角线代表线性变化。电压以稳定的速率上升或下降。波形上的锐角表示电压的突然变化。

频率:

示波器的屏幕上通常有网格线，水平上通常有10个分区，每个分区所代表的时间会显示在示波器的某个角落。频率为周期的倒数，计算出的频率为1kHz。

振幅:

振幅从摆动中心点到峰值计算。在实践中，观察峰对峰的峰值更为常见，因为观察最直接，也最方便。不需要除以2来计算，有些信号上下不对称。波形，在这种情况下，寻找中心点和计算振幅是不切实际的，vpp是主要观察。

海浪有哪些类型?

• 正弦波:正弦波是一个基本波形有几个原因。正弦波具有和谐的数学特性。信号发生器的振荡器电路产生的测试信号通常是正弦波。
• 方波和矩形波:方波是另一种常见的波形。方波是一种周期性开关的电压。方波是测试放大器的标准波。好的放大器能以最小的失真增加方波的振幅。
• 锯齿波和三角波:锯齿波和三角波是由线性控制电压的电路产生的。这些波的电压级别之间的转变以恒定的速率变化，这些转变是斜坡。
• 阶跃和脉冲形状:很少或周期性发生的阶跃和脉冲等信号称为一次性信号或瞬态信号。阶跃表示电压的突然变化，类似于打开电源开关时看到的电压变化。脉冲表示电压的突然变化，类似于你再次打开和关闭电源开关时看到的情况。脉冲可以表示通过计算机电路传输的一点信息，也可以表示电路中的故障或缺陷。一起传播的脉冲集合构成一个脉冲序列。计算机中的数字元件使用脉冲相互通信。这些脉冲可以是串行数据流的形式，也可以使用多条信号线来表示并行数据总线上的值。
• 周期信号和非周期信号:重复信号是周期信号，不断变化的信号是非周期信号。图像类似于周期信号，电影类似于非周期信号。
• 同步和非同步信号:当两个信号之间存在定时关系时，这两个信号就是同步信号。计算机内部的时钟、数据和地址信号是同步信号。异步信号是一种没有时序关系的信号。由于触摸计算机键盘上的键和计算机内部的时钟之间没有时间相关性，这些被认为是异步信号。
• 复波:有些波形结合了正弦、方波、阶跃和脉冲的特性来产生复波形。信号信息可以以振幅、相位和/或频率变化的形式嵌入。