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 |  | | | | 安捷伦（是德科技）的示波器DSO-X 2014A。大学期间用的示波器，非常好用！
带宽：100MHz；
采样率：2G Sa/s ；
存储深度：1 M pts（1M个点）；
4 个模拟通道。
8.5 英寸 WVGA 显示屏。
高达 50,000 波形/秒的更新速率。
20 MHz 函数发生器和串行触发与分析。
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|  | | | | | | 示波器操作界面上使用最多的设置应该是：Auto Scale：非常方便，特别是在不知道被测信号的信息时，可以避免看不到信号的情况。
触发设置：设置触发条件，可以更好的显示波形。
垂直设置：调节信号在显示屏上的垂直幅度。
水平设置：调节信号在显示屏上的水平幅度。
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| | | | | | | | | 是德的4通道示波器都挺贵的，不够质量，性能都不错。
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| | | | | 示波器的触发：如果示波器没有触发设置，那么在屏幕上显示波形就是不稳定的，会有很多阴影或者波形一直在屏幕上跑。就像将示波器的触发设置成自动模式，然后吧触发电平调到信号幅值之外的样子。
信号加到示波器上会分成2路。一路加到触发电路上。另一路加大采样电路上。触发电路控制着采样电路什么时候开始采样。触发就是设置触发电路。触发包括触发模式和触发条件。
触发模式：自动触发；正常触发；单次触发。
触发条件：边沿触发；码形触发；脉冲宽度触发；超时触发；连续边沿触发；窗口触发等。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 我大学用是德的比较多，工作后更多的时候在用泰克的。
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| | | | | | | 触发模式：
自动触发：示波器自动产生一个触发并捕获波形，这时显示的波形可能不满足触发条件的波形，也不是需要看到的波形。但是这避免了触发条件和触发电平设置的不合理而看不到波形的情况。可以自动触发捕获到波形，然后在调节触发条件，显示需要看到的波形。
正常触发：使用正常触发前，一定要设置好触发条件和触发电平，如最长用的就是边沿触发。如果波形的触发条件不满足，示波器不会进行相关的显示。当触发条件满足时，示波器会把捕获的波形显示出来。之后的波形再次满足触发条件时，示波器会显示会覆盖掉之前的波形。如果满足触发条件的波形持续到来，示波器上的波形会一直更新。如果没有波形满足触发条件的波形，示波器的波形既不动也不更新。
单次触发：其实就是正常触发的第一个波形，后续的波形，无论是否满足触发条件都不会再显示。这个触发适合捕获开机的信号或者极特殊的信号。
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| | | | | | | | | 触发条件-边沿触发：
边沿触发是示波器用的最多的触发条件，包括上升沿触发和下降沿触发。当信号的电压从低于触发电平的电压升到高于触发电平的电压，就触发了一个上升沿的捕获；反之，触发下降沿捕获。对于边沿触发，触发电平的设置非常重要，如果电平设置的不合适，就无法捕获到信号。边沿触发可以显示正常的波形，如正弦波或方波等等。设置好触发电平也可以用来捕获信号的尖峰或毛刺。常用来查看被干扰的信号或电源电压输出的不稳定。
边沿触发可以捕获到类似下面的波形。尖峰超过正常波形的最大值或低于正常波形的最小值。
但是边沿触发不能捕获到下面这样的波形。尖峰在正常波形电压范围内。
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| | | | | | | | | | | 触发条件-码型触发：
对于一些数据总线，比如SPI、IIC等。很多时候在数据总线上不是一直有数据的，只是在必要的时候才会有数据。因此想用示波器捕获到这类数据就比较麻烦。有些示波器不仅有测量通道，一般2个或4个，还有逻辑通道，可以捕获数据，甚至直接解码。一般解码功能需要额外付费才能使用。码型触发可以对多个通道进行设置来捕获到数据。以SPI为例（SCK上升沿锁存数据），可以设置码型触发的条件为，CS为低电平，SCK为上升沿，SI为低电平，如下图。这样就可以很容易的在总线上找到数据。
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| | | | | | | | | | | | | 触发条件-脉冲宽度触发
对于一些工作时占空比基本不变的PWM波，如果在低电平的产生了一个毛刺或者一个很低的占空比。要想用示波器捕获到这样的波形就要使用脉冲宽度触发。脉冲宽度触发可以设置在触发电平下的脉冲宽度大于某个时间或小于某个时间时，进行捕获。如19楼的第3张图片，正常工作的时PWM的占空比基本不变，但是会在低电平时产生毛刺，所以可以先设置好触发电平到毛刺的中部，然后设置脉冲宽度时间小于毛刺的宽度，即可捕获到该波形。
同样，对于一些串行的差分的通讯协议，如485和CAN。总线上不会一直有数据，对于这种数据的捕获不能通过码型触发来捕获。因为码型触发只能捕获并行的通讯，但可以用脉冲宽度来捕获。根据相应的通讯方式的波特率或者速率设置脉冲宽度大于一个'1'或者‘0’信号的宽度，调整好触发电平的位置，即可捕获到数据。如：485的总线，9600的波特率，无数据时总线电平为0。因此可以设置脉冲宽度大于100微秒（1/9600）触发，设置好触发电平即可。
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| | | | | | | | | | | | | | | 触发条件-超时触发
对于一些信号，如时钟信号。正常是时钟信号一直在跳变。但是当时钟信号不正常时，可能会出现时钟信号会少掉几个脉冲，或者直接消失变成常低电平。还有一些控制板上会有2块控制芯片，两块芯片要协同运行，所以他们之间一般会有相互对发的心跳秒冲。正常是这两路脉冲都一直在发。但是如果一块芯片工作不正常，心跳脉冲断断续续的发，就会导致系统工作不正常。
要捕获到这样的波形，就可以用超时触发。超时触发可以设置持续的低电平一段时间触发，也可以设置持续的高电平一段时间触发。这样就可以很好的捕获的时钟信号或者心跳信号不正常的状态，便于发现问题的原因。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 触发条件-矮脉冲触发
对于一些驱动信号，要求驱动上的脉冲电压达到一定的幅值，如果没有达到，就可能导致功率开关管没有完全开启或没有开启，导致电源问题。如何捕获到这样的没有达到一定幅值的脉冲。使用矮脉冲触发就可以很好的捕捉到这种波形。矮脉冲触发有两个阈值，一个低阈值一个高阈值，只有脉冲信号的幅值超过了低阈值，但没有达到高阈值的情况下，才会触发捕获。所以一定要设置好这两个阈值。
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| | | | | | | |  | | | | | | | | | | | 模板功能（现学的）
模板测试可以记录和自动保存不满足模板设定条件的波形。通过这个功能可以触发到未知的异常波形。（当然，个人觉得无限余辉显示也能看到未知的异常波形，也许不一定非要用模板功能）
触发条件-区域限定触发/画图触发
当通过模板功能或者是无限余辉模式看到了异常波形的形状及位置后，然后将示波器的触发模式或显示模式调到正常模式，在异常波形出现的区域画一个框，当然不要把正常信号圈到框内，当异常波形出现在框内时，就会被捕获到。
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| | | | | 示波器的显示模式：
正常显示模式。示波器每次只显示一次采样的数据波形（当然还有根据根据示波器时间档的设置，有时只显示采样数据的一部分），当有新的波形到来时，会将之前的波形抹去，只显示最新的波形。
无限余辉显示模式。这个是相对与正常显示模式，正常显示模式是只显示最新的波形。而无限余辉模式是将每次采样到的波形进行叠加，也就是新的波形到来时，原有的波形不会被抹去。因此可以看到示波器采样过的所有波形。该模式有一个好处就是，便于查找问题，可以看到偶发的信号问题，如尖峰、欠幅等信号是否存在。
对于一些问题，可以先用无限余辉模式查看是否有偶发的信号问题，然后根据问题信号的，设置相应的触发模式，进行捕获。如19楼的第三张图片的问题和25楼的矮脉冲的波形，就可以这样解决。
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| | | | | 示波器的分辨率：垂直分辨率。对于数字示波器来说，示波器的垂直分辨率主要是由ADC芯片的位数来决定的。但是由于示波器对采样速度的要求，一般示波器都会使用flash ADC。因为flash ADC是并行结构，所以其采样数度会很高。但是flash ADC的位数不多，一般8位，好像没有看过16位的flash ADC。因此这就限制了示波器的垂直分辨率。对屏幕上显示的信号的影响就是，示波器对信号幅值的测量精度很低。特别是对高压信号，因为高压信号要经过10：1或100：1的探头后进入示波器，示波器采样后显示时又会乘以相应的比例还原信号。这就更导致了信号幅值或直流电压测量的精度不高。当使用10：1或100：1的探头时还会有将示波器的低噪放大相应的倍数。因此尽量不要用示波器测直流电压或交流电压的幅值。
若要测量直流电压或者交流电压的有效值，最好的工具还是万用表，因为万用表的ADC不要求很高的采样速率。但对精度和位数要求很高，所以万用表中的ADC多为积分型ADC，且位数很高。
flash型ADC
积分型ADC
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| | | | | | | 示波器的时间测量精度：示波器需要用到时间测量的主要有周期、频率、脉冲宽度、相位差等等。因为数字示波器是通过ADC采样的。所以影响时间测量精度的就必然会有ADC的速率，即采样率。其次是信号的斜率和示波器的低噪，这个会影响示波器判断过零点的时间。最后是示波器的时基精度，时基精度的单位是ppm是英文part per million的缩写，表示百万分之几，100ppm就是百万分之一百（0.01%）的意思。时基类似于晶振。如果要测频率的话，最好的方法是用频率计。如果用示波器的周期来算频率的话，会导致很大的误差。但是有些示波器不会集成频率计，而有些示波器会有。
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| | | | | 示波器的频响曲线：
我们都知道示波器的带宽表征示波器能测量到信号的最大频率。但是示波器的带宽只定义了示波器增益下降到-3dB时对应点的频率。也就是带宽只定义了一个点，并没有说明名信号在整个频率段上的增益。示波器的频响曲线就可以很好的表示出信号在各个频率上的增益。
传统的示波器的频响是高斯频响，这类似于低通滤波器的相应曲线，是一条缓慢下降的曲线。高斯频响的示波器的缺点是对带宽内的信号的增益不一致，特别是在接近带宽时的衰减比较大，影响信号的测量精度。同时，对带宽外的信号衰减不够。但是现在也有平坦相应曲线的示波器，平坦相应曲线的特点是对带宽内的信号的增益基本不变，保证了信号的测量精度。同时，对带宽外的信号衰减非常快。
但是对于高斯响应示波器和平坦相应示波器哪个更好的问题，要具体情况具体分析。举个例子，两款频响不同，但带宽相同的示波器。分别给示波器加上接近带宽频率的正弦信号和方波信号，就会有不同的结果。
对于正弦信号，平坦相应示波器的测量精度要比高斯相应的示波器要好。但是，对于方波信号，平坦相应示波器显示方波失真比较严重，而高斯响应的示波器显示的方波基本失真没那么严重。原因是正弦信号没有谐波，而方波是有很多谐波组成。同时平坦相应曲线对带宽外的谐波衰减很大，所以造成了方波失真。而高斯响应曲线对带宽外的信号衰减没有那么严重，所以方波的波形比较好。
因此，具体选用什么频响的示波器还是要看应用场合的。
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| | | | | 示波器的探头：
选择示波器探头时应注意的参数有衰减比、带宽、输入电阻、输入电容、最大输入电压等等，有些参数会直接标在探头上。具体如何选择探头可以参考是德科技的文件。
是德科技示波器探头和附件.pdf
(1.66 MB, 下载次数: 8)
示波器探头对测试的影响主要是由于探头对被测电路的影响和探头本身的信号失真。探头的等效电路用电阻和电容并联再和电感串联来表示。
探头本身是有输入电阻的，因此探头的输入电阻和被测信号的输出电阻构成一个分压电路，影响信号的精度。所以要求探头的输入电阻尽可能大，因此探头的输入电阻多为兆欧姆级的，一般直接标注在探头上。当然还有50欧姆的，这个多用于高频测量。探头还受寄生电容的影响，寄生电容一般都是pF级的，一般也都会直接标注在探头上。这个寄生电容限制了探头的带宽。因此要测量一个高频的信号时不仅要注意示波器的带宽，也要注意探头的带宽，探头和示波器的带宽共同作用会使整体的带宽降低。同时探头还受寄生电感的影响，这个电感部分是由于探头黑色的参考线带来的。而这个电感可以带来振铃。
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| | | | | | | 高阻无源探头
无源探头是指内部没有需要供电的有源器件。这种探头是使用最多的探头，常见的有10：1和1:1的，当然也有高压探头100：1。高阻无源探头会有匹配电路来改善探头的带宽和抵消探头寄生的电容和电阻的影响。同时还有一个可调的电容，一般在探头前端。使用前，先将探头接到示波器的标准的方波上，当调节探头前端的旋钮时，会看到方波过冲，正常和方波上升缓慢。适当调节到方波的最佳状态。同时高阻无源探头要求示波器的输入输入阻抗设置为1M欧姆。高阻无源探头的带宽比较低。
高阻无源探头的等效电路
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| | | | | | | | | 低阻无源探头
低阻无源探头与高阻无源探头一个重要的区别是，要求示波器的输入阻抗设置为50欧姆。而且在探头前端串了一个分压电阻，不同的分压电阻可以形成不同变比的探头。低阻无源探头的带宽要比高阻无源探头的带宽高很多。但是缺点是，由于输入阻抗低，对被测信号的影响很大。对于被测电路的输出等效阻抗大的信号，测量到的值和实际值会差很多。
低阻无源探头等效电路
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| | | | | | | | | | | | | 差分有源探头：
差分有源探头是有源探头的一种，也是在探头前端有一个差分运算放大器。差分有源探头比一般有源探头的优点是共模抑制比高，主要由于差分放大器的共模抑制比高。差分有源探头可以测量高速的差分信号。差分有源探头会比一般的有源探头更加昂贵。
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| | | | | | | | | | | | | | | 电流探头：
示波器通过ADC芯片只能采集电压信号。因此，电流探头是将电流信号转成电压信号，再送给示波器采集。通常把电流转化成电压进行测量的方法有采样电阻、霍尔等。采样电阻的方法是回路中传一个小电阻，采集这个电阻上的电压，再转化为电流。霍尔法是利用霍尔效应，把被测电流产生的磁场转化为电压，进行测量的。采样电阻法对电路的影响比较大，因为要把采样电阻串到负载上，因此测量的电流不会很大。但霍尔法对小电流测试的能力有限。
霍尔效应的电流探头
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