模擬示波器與數字示波器的區別

　　本文主要講解了模擬示波器與數字示波器的區別

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　　模擬示波器與數字示波器的區別

　　示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖象，便於人們研究各種電現象的變化過程。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。

　　示波器可以分為模擬示波器和數字示波器。

　　模擬示波器

　　模擬示波器的工作方式是直接測量信號電壓，並且通過從左到右穿過示波器屏幕的電子束在垂直方向描繪電壓。

　　數字示波器

　　數字示波器的工作方式是通過模擬轉換器(ADC)把被測電壓轉換為數字信息。數字示波器捕獲的是波形的一系列樣值，並對樣值進行存儲，存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止，隨後，數字示波器重構波形。

　　一、模擬和數字，各有千秋

　　二十世紀四十年代是電子示波器興起的時代，雷達和電視的開發需要性能良好的波形觀察工具，帶寬100MHz的同步示波器開發成功，這是近代示波器的基礎。五十年代半導體和電子計算機的問世，促進電子示波器的帶寬達到100MHz。六十年代美國、日本、英國、法國在電子示波器開發方面各有不同的貢獻，出現帶寬6GHz的取樣示波器、帶寬6GHz的多功能插件式示波器標誌著當時科學技術的高水平，為測試數字電路又增添邏輯示波器和數字波形記錄器。模擬示波器從此沒有更大的進展，開始讓位於數字示波器，英國和法國甚至退出示波器市場，技術以美國領先，中低檔產品由日本生產。

　　模擬示波器要提高帶寬，需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進。數字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉換器的性能，對示波管和掃描電路沒有特殊要求。加上數字示波管能充分利用記憶、存儲和處理，以及多種觸發和超前觸發能力。廿世紀八十年代數字示波器異軍突起，成果纍纍，大有全面取代模擬示波器之勢，模擬示波器的確從前臺退到後臺。

　　但是模擬示波器的某些特點，卻是數字示波器所不具備的：

　　操作簡單——全部操作都在面板上，波形反應及時，數字示波器往往要較長處理時間。

　　垂直解析度高——連續而且無限級，數字示波器解析度一般只有8位至10位。

　　數據更新快——每秒捕捉幾十萬波形，數字示波器每秒捕捉幾十個波形。

　　實時帶寬和實時顯示——連續波形與單次波形的帶寬相同，數字示波器的帶寬與取樣率密切相關，取樣率不高時需藉助內插計算，容易出現混淆波形。

　　簡而言之，模擬示波器為工程技術人員提供眼見為實的波形，在規定的帶寬內可非常放心進行測試。人類五官中眼睛視覺十分靈敏，屏幕波形瞬間反映至大腦作出判斷，微細變化都可感知。因此，模擬示波器深受使用者的歡迎。

　　二、數字示波器獨領風騷

　　八十年代的數字示波器處在轉型階段，還有不少地方要改進，美國的TEK公司和HP公司都對數字示波器的發展作出貢獻。它們後來甚至停產模擬示波器，並且只生產性能好的數字示波器。進入九十年代，數字示波器除了提高帶寬到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模擬示波器。出現所謂數字示波器模擬化的現象，換句話說，儘量吸收模擬示波器的優點，使數字示波器更好用。

　　數字示波器首先在取樣率上提高，從最初取樣率等於兩倍帶寬，提高至五倍甚至十倍，相應對正弦波取樣引入的失真也從100%降低至3%甚至1%。帶寬1GHz的取樣率就是5GHz，甚至10GHz。

　　其次，提高數字示波器的更新率，達到模擬示波器相同的水平，最高可達每秒40萬個波形，對觀察偶發信號和捕捉毛刺脈衝就方便多了。

　　對於大多數的電子應用，無論模擬示波器和數字示波器都是可以勝任的，只是對於一些特定的應用，由於模擬示波器和數字示波器所具備的不同特性，才會出現適合和不適合的地方。每一步示波器，都會有一定的特點，也有些不足之處，在選擇型號時應留意對比。