示波器是数字电路试验中经常用到的检测实验现象与结果的仪器。示波器的使用相比万用表、逻辑分析仪等仪器来说相对复杂一些，不过示波器却是用途十分广泛的检测仪器，下面天创仪器网详细介绍示波器的原理和使用方法，让大家对示波器先有一个比较基础的概念。

示波器的原理

电子示波管是示波器利用的一个很大的特性，其可以将肉眼无法看见的电信号转变为图像并且显示在荧光屏上，这样就大大的方便了实验与检测。示波器经常被用于分析实验、数字电路检测、测量等问题的研究与检测上。示波器由多种系统组成，包括同步系统、Y轴偏转系统、电源系统以及示波管、标准信号源等等。下面针对这些系统进行介绍。

荧光屏：示波管通常是矩形平面，内表面沉积了一层磷光材料构成荧光膜。荧光膜上由增加了一层蒸发铝膜。当高速的电子穿过铝膜后，撞击荧光粉就会形成亮点。铝膜的内反射作用大大提高了亮点的辉度，而且铝膜还有一些其他的作用。

偏转系统

偏转系统控制电子射线方向，使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形，两对偏转板分别加上电压，使两对偏转板间各自形成电场，分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。 　

电子枪及聚焦

电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，对阴极发射的电子起控制作用，一般只有运动初速度大的少量电子，在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。调节电路中的W1电位器，可以改变栅极电位，控制射向荧光屏的电子流密度，从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连，所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。

电子束从阴极奔向荧光屏的过程中，经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域，调节第二阳极A2的电位，能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点，这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压，A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦，需微调第二阳极A2的电压，A2又叫做辅助聚焦极。 　　

示波器的基本组成 　　

从上一小节可以看出，只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压，就能控制示波管显示的图形形状。我们知道，一个电子信号是时间的函数f(t)，它随时间的变化而变化。因此，只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压，在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小)，示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中，在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。

示波器使用 　　

本文介绍波器的使用方法。示波器种类、型号很多，功能也不同。数字电路实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。不针对某一型号的示波器，只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。

荧光屏

荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为10格，垂直方向分为8格，每格又分为5份。垂直方向标有0％，10％，90％，100％等标志，水平方向标有10％，90％标志，供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V／DIV，TIME／DIV)能得出电压值与时间值。 　　

示波器常见问题

1.示波器采样率

示波器一次采集采样间隔的倒数就是实时采样率，现在有四个通道同时使用的业内最高水平的示波器。

2.示波器检测分析电子产品可靠性

示波器已经是检测电子线路最广泛并且是最有效的工具之一，观察线路关键节点的电压电流波形就可以直观检查线路工作的正常与否，设计是否完善等问题。可以很大程度的检测出产品本身设计的可靠性。

3.如何在模拟电路用好数字示波器，比如测音频放大器的小信号，电源的杂波等？

① 示波器的接地问题，示波器的机壳和探头的参考地线都是连接地线的，因此良好的 接地是测量干扰的首要条件。

② 示波器参考地线引入的干扰问题，由于普通探头通常都有一段接地线，会与待测点 构成一个类似环形天线的干扰路径，引入 比较大的干扰，因此要尽量减少这一干扰，可以采用的方法是将探头帽拿掉，不使用探头上 引出的地线，而直接使用探头尖端和 探头内的地点接触待测点进行测量。

③ 使用差分测量的方法，消除共模噪声。泰克提供一系列的差分探头，比如专门针对 小信号的 ADA400A 可以测量到几百微伏，用于高速 信号测量的 P7350 提供高达 5GHz 的带宽。

④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集（Hi-Res）的信号捕获模式，可以过滤信 号上叠加的随机噪声。

4.示波器测量电源纹波

可以先用示波器将波形整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和测量（自动测量或光标测量），同时还利用示波器的FFT功能从频域分析。

通常若不太清楚被测对象细节（幅值，频率等）的情况下，可使用”AutoScale”按钮，观察到信号的大概，再调整水平控制旋钮和垂直控制旋钮，以得到最佳的显示（如，幅值尽量满屏显示），再用Zoom功能将波形作满平放大显示，测电源纹波时，可将纹波部分用Zoom功能放大来分析；另外，可能会考虑从频域角度分析电源，观察其谐波和杂波情况，为此，可让示波器显示尽量多个周期信号，将示波器的存储深度仅可能用到最大，采样率设置成适当的数值，以保证波形不失真，这样得到的频率分辨率为采样率除以当前存储深度设置，观察各次谐波及其与基波的幅度差。另外，若使用MatLab软件，可利用MatLab软件的强大功能对捕获的信号数据进行更加深入的分析。546xx、548xx都标准配置有和计算机相连的软件，直接将数据取到计算机中，以进一步分析，当然，也可将Matlab软件直接装到548xx中。

5.影响示波器工作速度的因素有哪些？

实际上任何一台示波器的原理都差不多，前端是数据采集系统，后端是计算机处理。影响速度主要有两方面，一是从前端数采到后端处理的数据传输，一般都是用PCI总线，此乃传输瓶颈， 但已有新技术可以突破；另一个是后端的处理方式，提高处理速度可以通过数据分包共享来实现。