談示波器第一回——模擬還是數字?

模擬示波器好還是數字數字示波器好，這的確是一個問題，雖然模擬示波器已被數字示波器全面取代，但這並不表示模擬示波器就會消失。事實上在一些場合，模擬示波器仍然發揮著數字示波器不可替代的作用。

先來簡單了解一下示波器的歷史。

1900年，斯特拉斯堡大學的物理學教授卡爾·費丁南德·布勞恩（ Karl Ferdinand Braun，也有譯成布朗的）發明了世界上第一個陰極射線管模擬示波器。連布勞恩自己決都沒有想到這種粗陋的裝置在幾十年後不但演化成為大眾娛樂工具——電視，而且還成為電子工業和科研實驗室中的一種必備儀器，甚至成為軍事設備——雷達。但是示波器真正成為工程師手頭的必備工具是在1947年Tektronix推出帶有觸發功能的511之後。此前人們只能定性的查看，而無法將波形穩定顯示在屏幕上以便進行更好的測量。

事實上在此後的幾十年中，Tektronix幾乎引領了示波器的發展。Tektronix公司繼續改進模擬示波器的功能和可用性，並在1969年首先確立了模塊化的概念，推出了7000系列示波器，並在1979年達到巔峰，推出了1GHz帶寬的7104。1983年推出了採用集成電路的2465系列，模擬示波器也到了一個全新的高度，實現許多類似數字示波器的功能。然而數字示波器已經開始出現，並實現了一些模擬所不能實現的功能，慢慢的模擬示波器開始讓位於數字示波器。

數字示波器的發明最早可以追溯到1972年，由Nicolet公司首創，然而真正將其商業化卻是HP和Tektronix公司，在80年代，數字示波器還處在轉型階段，還有不少地方需要改進，正是他們的貢獻才使得數字示波器的性能在90年代全面超越模擬。

至此兩種示波器都登上了歷史舞臺，再來看看兩者的區別。

結構

模擬示波器的典型結構

數字示波器的典型結構

從這兩幅簡圖中可以看出模擬和數字的最大區別在于波形捕獲部分，模擬示波器是直接顯示在CRT上，而數字是經過ADC採樣系統以後才驅動顯示器進行顯示，這也是模擬和數字這兩種稱謂的由來。模擬示波器的結構看似比數字簡單，但事實上提供帶寬要示波管，垂直放大和水平掃描全面推進，而數字則只需提高前端放大器和ADC則可以。示波管發展到了80年代已非常成熟，改進的餘地也不是很大，這直接制約了模擬示波器的發展，在出了1GHz帶寬的之後，再無質的突破。數字示波器的情況跟模擬恰恰相反，適逢其時，趕上了集成電路和數字電路的大發展，雖然在相當長的一段時間內，帶寬並沒有突破1GHz大關。

模擬示波器的優點

操作簡單——全部操作都在面板上，波形反應及時，所見即所得；

不易感生噪聲——波形更乾淨，無過多噪聲耦合

數據更新快——每秒捕捉幾十萬波形，這個對應於數字示波器的波形更新率；

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。

總之，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。

數字示波器的優點

存儲功能——數字示波器都有存儲功能，不光能存儲設置，還能存儲波形。真是利用了這個模擬示波器所不具備的特點，導致了應用上的諸多便利。

強大的觸發功能——不光有模擬簡單的邊沿觸發功能，脈寬和單次觸發更是首次引入，目前幾乎所有的數字示波器都有這3種基本功能；觸發位置設定，可以任意定義觸發點。

強大的捕獲能力——可選的採樣模式，峰值，平均，包絡，可方便的捕獲毛刺

強大的運算能力——不僅可進行數學運算，還能進行FFT分析

均勻的顯示——無論是高速信號，還是低速信號，單次脈衝，還是重複波形，顯示亮度一樣均勻

自動測量——可對電壓，時間參數進行自動測量，減少了讀數誤差

自我校準——開機自檢，不需要人工對水平和垂直進行校準

連接能力——與計算機，印表機，繪圖儀方便的連結能力

表1 對比模擬和數字示波器，此處只對實時示波器做對比。

關鍵字：示波器第  模擬  數字 編輯：什麼魚 引用地址：http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016081716769.html 本網站轉載的所有的文章、圖片、音頻視頻文件等資料的版權歸版權所有人所有，本站採用的非本站原創文章及圖片等內容無法一一聯繫確認版權者。如果本網所選內容的文章作者及編輯認為其作品不宜公開自由傳播，或不應無償使用，請及時通過電子郵件或電話通知我們，以迅速採取適當措施，避免給雙方造成不必要的經濟損失。

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