示波器是一種廣泛使用的電子測量儀器。他能把看不見的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成看得見的圖像,方便人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。
有人認(rèn)為萬用表可以征服世界。為什么要花時(shí)間和精力學(xué)習(xí)示波器?現(xiàn)在的電子設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜程度和工作頻率是無法和以前的黑白電視和收音機(jī)相比的。學(xué)會(huì)使用示波器一定可以減少維修工作量提高工作效率。
示波器的應(yīng)用不限于電子領(lǐng)域當(dāng)安裝了適當(dāng)?shù)膫鞲衅鲿r(shí),示波器可以測量各種現(xiàn)象。如聲音、機(jī)械壓力、壓力、光或熱。醫(yī)務(wù)人員也可以用示波器測量腦電波。所以示波器是一種廣泛使用的電子測量儀器這一點(diǎn)也不夸張。
我們將對(duì)示波器的發(fā)展歷史有一個(gè)大致的了解。
電流計(jì)與機(jī)械繪圖系統(tǒng)耦合后手動(dòng)記錄波形。該裝置由安裝在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸上的特殊單觸點(diǎn)換向器組成。接觸點(diǎn)可以根據(jù)精密的度數(shù)指示器刻度在轉(zhuǎn)子周圍移動(dòng),輸出出現(xiàn)在檢流計(jì)上由技術(shù)人員手動(dòng)繪制。因?yàn)檫@個(gè)過程是成千上萬個(gè)波周期形成的,所以只能產(chǎn)生非常粗糙的近似波形。
二、機(jī)械自動(dòng)繪制波形
首臺(tái)自動(dòng)示波器使用電流計(jì)和筆將波形捕捉到連續(xù)移動(dòng)的紙卷上。由于波形的頻率相對(duì)于機(jī)械零件反應(yīng)時(shí)間慢來說相對(duì)較高,因此波形圖像不是直接繪制波形圖像,而是通過組合一段時(shí)間內(nèi)許多不同波形的小段來創(chuàng)建的。它會(huì)從第100波開始自動(dòng)給電容充電并記錄下來。電容器隨后的每次充電都是從離波稍遠(yuǎn)的一點(diǎn)開始的。這種波形測量仍然是幾百個(gè)波周期的平均值但比以前手繪的波形圖更準(zhǔn)確。
三、模擬示波器
模擬示波器主要以陰極射線管CRT為基礎(chǔ),發(fā)射的電子束通過水平偏置和垂直偏置系統(tǒng),在屏幕上的熒光物質(zhì)上顯示波形。
1.偏轉(zhuǎn)電壓電極
2.電子槍
3.電子束
4.聚焦線圈
5.屏幕涂有磷涂層
具有同步掃描功能的示波器
為了增加模擬示波器的帶寬,需要充分推廣示波管、垂直放大和水平掃描。要提高數(shù)字示波器的帶寬只需要提高前端A/D轉(zhuǎn)換器的性能對(duì)示波管和掃描電路沒有特殊要求,數(shù)字示波器管可以充分利用內(nèi)存,存儲(chǔ)和處理以及各種觸發(fā)和預(yù)觸發(fā)能力。它成為數(shù)字示波器的世界很多廠家停止生產(chǎn)模擬示波器模擬示波器逐漸退出歷史舞臺(tái)。
四、數(shù)字示波器
數(shù)字示波器是采用數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換、軟件編程等一系列技術(shù)制造的高性能示波器。數(shù)字示波器一般支持多級(jí)菜單可以為用戶提供多種選擇和多種分析功能,一些示波器可以提供存儲(chǔ)來保存和處理波形。對(duì)于幾百兆帶寬的示波器,國產(chǎn)品牌的示波器在性能上已經(jīng)可以和國外品牌競爭性價(jià)比優(yōu)勢明顯。
數(shù)字示波器具有模擬示波器基本的功能。例如基本顯示波形功能、x-Y工作模式、基本觸發(fā)模式等。還包括觸發(fā)延時(shí)、輸入信號(hào)耦合方式、余輝調(diào)節(jié)、信號(hào)源輸出校準(zhǔn)等。
與模擬示波器相比數(shù)字示波器增加了許多有用的功能,其中常見的是自動(dòng)量程、各種參數(shù)的自動(dòng)測量、波形和設(shè)置狀態(tài)的存儲(chǔ)、接口總線、顯示平均電平的曲線擬合(插值法)、帶寬高低通濾波、觸發(fā)工作模式和觸發(fā)條件的選擇、光標(biāo)測量等。
動(dòng)詞觸摸示波器
當(dāng)今人類正在經(jīng)歷數(shù)字革命,5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)在不斷演進(jìn)發(fā)展。示波器也在經(jīng)歷一場革命。與傳統(tǒng)按鍵相比,智能手機(jī)的觸摸操作證明了其高效性。示波器制造商也在考慮將觸摸技術(shù)應(yīng)用于示波器,以取代按鈕和旋鈕的傳統(tǒng)操作模式。
原有技術(shù)設(shè)備落后,現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)緩慢讓工程師頭疼。觸摸式示波器給工程師帶來了全新的體驗(yàn),大大提高了原有的工作效率。這種全新的交互方式可以讓工程師更快地洞察整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的問題,同時(shí)可以利用測試結(jié)果來分析、發(fā)現(xiàn)和解決問題,而不用擔(dān)心如何操作示波器。