图解数字示波器使用教程与作用

　　示波器，顾名思义就是可以显示波形的仪器。作为电子测试常用测试工具，它为工程师们提供了系统测试与问题、性能评估等系列功能。示波器的发展经历了模拟示波器、数字示波器时代，让我们先来了解下示波器的发展、作用及数字示波器使用教程、具体测试方法。

　　目前，模拟示波器基本上已经被淘汰，现如今是数字示波器的时代。那么数字示波器是什么?数字示波器，也叫数字存储示波器DSO(Digital Storage Oscilloscope)，其中，这个存储特性是针对模拟示波器的即时显示特性而言的。模拟示波器靠的是阴极射线管(CRT，即俗称的电子枪)发射出电子束，而这束电子在根据被测信号所形成的磁场下发生偏转，从而在荧屏上反映出被测信号的波形，这个过程是即时地，中间没有任何的存储过程的。

　　数字示波器的作用：

　　数字示波器作为广泛的电子测量仪器，是电子工程师们经常使用的测量仪器。示波器的作用主要可以分为如下几类：

　　1. 测量电信号的波形(电压与时间关系);

　　2. 测量幅度、周期、频率和相位等参数;

　　3. 配合传感器，测量一切可以转化为电压的参量(如电流、电阻、温度磁强等)。

　　数字示波器的原理：

　　首先，示波器利用前端ADC对被测信号进行快速的采样，这个采样速度通常都可以达到每秒几百M到几G次，是相当快的;而示波器的后端显示部件是液晶屏，液晶屏的刷新速率一般只有几十到一百多Hz;如此，前端采样的数据就不可能实时的反应到屏幕上，于是就诞生了存储这个环节：示波器把前端采样来的数据暂时保存在内部的存储器中，而显示刷新的时候再来这个存储器中读取数据，用这级存储环节解决前端采样和后端显示之间的速度差异。

　　数字示波器使用方法：

　　跟万用表类似，要使用示波器，首先也得把它和被测系统相连，用的是示波器探头，如图20-4所示。示波器一般都会有2个或4个通道(通常都会标有1～4的数字，而多余的那个探头插座是外部触发，一般用不到它)，它们的低位是等同的，可以随便选择，把探头插到其中一个通道上，探头另一头的小夹子连接被测系统的参考地(这里一定要注意一个问题：示波器探头上的夹子是与大地即三插插头上的地线直接连通的，所以如果被测系统的参考地与大地之间存在电压差的话，将会导致示波器或被测系统的损坏)，探针接触被测点，这样示波器就可以采集到该点的电压波形了(普通的探头不能用来测量电流，要测电流得选择专门的电流探头)。

　　接下来就要通过调整示波器面板上的按钮，使被测波形以合适的大小显示在屏幕上了。只需要按照一个信号的两大要素——幅值和周期(频率与周期在概念上是等同的)来调整示波器的参数即可，如图2所示。

　　图2 示波器幅值、时间轴旋钮

　　如上图，在每个通道插座上方的旋钮，就是调整该通道的幅值的，即波形垂直方向大小的调整。转动它们，就可以改变示波器屏幕上每个竖格所代表的电压值，所以可称其为"伏格"调整，如以下两幅对比图所示：左图是1V/grid，右图是500mV/grid，左图波形的幅值占了2.5个格，所以是2.5V，右图波形的幅值占了5个格，也是2.5V。推荐是将波形调整到右图这个样子，因为此时波形占了整个测量范围的较大空间，可以提高波形测量的精度，如图3所示。

　　图3 示波器伏格调整对比图

　　除了图3通常上方的伏格旋钮外，通常还会在面板上找到一个大小相同的旋钮(不一定像图20-6所示的位置)，这个旋钮是调整周期的，即波形水平方向大小的调整。转动它，就可以改变示波器屏幕上每个横格所代表的时间值，所以可称其为"秒格"调整，如以下两幅对比图所示：左图是500us/grid，右图是200us/grid，左图一个周期占2个格，周期是1ms，即频率为1KHz，右图一个周期占5个格，也是1ms，即1KHz。这里就没有哪个更合理的问题了，具体问题具体对待，它们都是很合理的，如图4所示。

　　图4 示波器秒格调整对比图

　　很多时候只进行上述两项调整的话，是能看到一个波形，但这个波形却很不稳定，左右乱颤，相互重叠，导致看不清楚，如图5所示。

　　图5 示波器触发电平调整不当的示意图

这就是因为示波器的触发没有调整好的缘故，那么什么是触发呢?简单点理解，所谓触发就是设定一个基准，让波形的采集和显示都围绕这个基准来。最常用的触发设置是基于电平的(也可基于时间等其它量，道理相同)，大家看下上面的几张波形图，在左侧总有一个T和一个小箭头，T是触发的意思，这个小箭头指向的位置所对应的电压值就是当前的触发电平。示波器总是在波形经过这个电平的时候，把之前和之后的一部