示波器發(fā)展簡史

示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。他能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。

有些人覺得一個萬用表就可以打天下,為什么要花時間精力學習示波器呢? 一句話概括,時代不同了。現(xiàn)在的電子器材系統(tǒng)繁雜度和工作頻率，都不是以前一臺黑白電視機、收音機之類的能夠比擬的。學會使用示波器，絕對可以大大減少自己的維修工作量，提高工作效率。

而且示波器的應用并不僅限于電子領域。在安裝適當?shù)?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/117/" target="_blank">傳感器時示波器可以測量各類現(xiàn)象。如聲音、機械壓力、壓強、光或熱的傳感器。醫(yī)學人員還可以使用示波器來測量腦電波。所以說，示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器，絕不是夸張的。

今天我們就來大致了解下示波器的發(fā)展史。

一、用手繪制波形

示波器的歷史可以追溯到19世紀二十年代，使用檢流計與機械制圖系統(tǒng)耦合后，手動記錄波形。該裝置由一個安裝在旋轉轉子軸上的特殊單觸點換向器組成。接觸點可以按照精確的度數(shù)指示器刻度在轉子周圍移動，并且輸出出現(xiàn)在檢流計上，由技術人員手工繪制。由于此過程是在幾千個波周期內形成的，因此只能產生非常粗糙的近似波形。

二、機械自動繪制波形

第一臺自動示波器使用檢流計和筆，將波形圖捕獲到連續(xù)移動的紙卷上。由于與機械部件的反應時間較慢相比，波形的頻率相對較高，因此不是直接繪制波形圖像，而是在一段時間內通過組合許多不同波形的小片段來創(chuàng)建波形圖像。它會從第100個波中自動為電容器充電并記錄，電容器的每個后續(xù)充電都是從沿波稍遠的一點開始的。此類波形測量值仍是數(shù)百個波周期的平均值，但比之前手繪波形圖更準確。

三、模擬示波器

模擬示波器主要基于陰極射線管CRT，打出的電子束通過水平偏置和垂直偏置系統(tǒng)，打在屏幕的熒光物質上顯示波形。

用于示波器的陰極射線管：

1.偏轉電壓電極

2.電子槍

3.電子束

4.聚焦線圈

5.屏幕涂有磷涂層

二十世紀四十年代，雷達和電視的開發(fā)需要性能良好的波形觀察工具，泰克成功開發(fā)帶寬10MHz的同步示波器，這是近代示波器的基礎。

具有同步掃描功能的示波器

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(shù)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(shù)字示波管能充分利用記憶、存儲和處理，以及多種觸發(fā)和預前觸發(fā)能力。二十世紀八十年代成為數(shù)字示波器的天下，很多廠家不在生產模擬示波器，模擬示波器逐漸退出歷史舞臺。

四、數(shù)字示波器

數(shù)字示波器是數(shù)據(jù)采集，A／D轉換，軟件編程等一系列的技術制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器一般支持多級菜單，能提供給用戶多種選擇，多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲，實現(xiàn)對波形的保存和處理。對于幾百兆帶寬之內的示波器，目前國內品牌的示波器在性能上已經可以和國外品牌抗衡，且具有明顯的性價比優(yōu)勢。

數(shù)字示波器具有模擬示波器的大多基本功能。例如基本顯示波形的功能、x-Y工作模式、基本的觸發(fā)方式等。還包括例如觸發(fā)延遲，輸入信號的耦合方式、余暉調節(jié)，校準信號源輸出等。

數(shù)字示波器比模擬示波器還增加了多種有用的功能，最常見的有自動量程、各種參數(shù)的自動測量、波形和設置狀態(tài)的存儲、接口總線、顯示平均級曲線擬合(內插方法)、帶寬高低通濾波、觸發(fā)工作模式及觸發(fā)條件選擇、光標測量等。

五、觸控示波器

現(xiàn)今時代，人類正在經歷數(shù)字革命，5G、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新興技術不斷演化發(fā)展。示波器也一樣正在經歷著一場革命。智能手機的觸控操作方式相對于傳統(tǒng)的按鍵，已經證明了其操作的高效性。示波器廠家也一樣在考慮將觸控技術應用于示波器，替代傳統(tǒng)的按鍵旋鈕操作方式。

原有技術設備的落后以及以及現(xiàn)有技術的提升緩慢讓工程師們頭痛不已。觸控示波器帶給了工程師全新的使用體驗，大大提高了原本的工作效率。這種全新的交互方式，可以讓工程師能更快的去洞察整個產品設計中的問題，同時可利用測試結果進行分析發(fā)現(xiàn)并解決問題，而不用為如何操作示波器再煩惱。