
示波器是一种实验室仪器,常用于显示和分析电子信号的波形。实际上,该设备绘制了瞬时信号电压随时间变化的曲线图。
典型的示波器可以显示交流(AC)或脉动直流(DC)波形,其频率低至约1 Hz或高达几MHz。高端示波器可以显示频率高达数百千兆赫(Ghz)的信号。显示器分为所谓的水平分区(hor div)和垂直分区(vert div)。时间在水平刻度上从左到右显示。瞬时电压出现在垂直刻度上,正值向上,负值向下。
最古老的示波器被称为阴极射线示波器,现在仍在一些实验室中使用。它通过使聚焦的电子束在阴极射线管(CRT)的表面上以一种图案行进或扫过来产生图像。更现代的示波器使用类似笔记本电脑上的液晶显示器(LCD ),以电子方式复制CRT的动作。最复杂的示波器使用计算机来处理和显示波形。这些计算机可以使用任何类型的显示器,包括CRT、LCD和气体等离子体。
在任何示波器中,水平扫描的计量单位都是每秒(s/div)、毫秒(ms/div)、微秒(s/div)或纳秒(ns/div)。垂直偏转以每格伏特(V/div)、每格毫伏(mV/div)或每格微伏(?V/div)作为一个单位来测量。几乎所有示波器都有可调的水平扫描和垂直偏转设置。
图中显示了在示波器屏幕上显示时可能出现的两种常见波形。顶部的信号是正弦波;底部的信号是斜波。从该显示可以明显看出,两个信号具有相同或几乎相同的频率。它们也具有大致相同的峰峰值幅度。假设本例中的水平扫描速率为1秒/格。然后这些波每2 s完成一个完整的周期,所以它们的频率大约是0.5 MHz或者500 kHz。如果垂直偏转设置为0.5 mV/div,这些波的峰间振幅约为2 mV。
如今,典型的高端示波器是一种数字设备。他们连接到个人电脑并使用他们的显示器。虽然这些机器不再像老式阴极射线“示波器”那样用扫描电子束产生波形图像,但基本原理是一样的。软件控制扫描速率、垂直偏转和许多其他功能,包括:
存储波形以备将来参考和比较。
同时显示多个波形
光谱分析
轻便
电池电源选项
适用于所有流行的操作平台。
放大和缩小
多色显示
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