示波器是一種用途十分普遍的電子測(cè)量?jī)x器。他能把肉眼看不見的電信號(hào)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(gè)萬(wàn)用表就可以打天下,為什么要花時(shí)間精力學(xué)習(xí)示波器呢? 一句話概括,時(shí)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(tái)黑白電視機(jī)、收音機(jī)之類的能夠比擬的。學(xué)會(huì)使用示波器,可以減少自己的維修工作量,提高工作效率。而且示波器的應(yīng)用并不僅限于電子領(lǐng)域。在安裝適當(dāng)?shù)膫鞲衅鲿r(shí)示波器可以測(cè)量各類現(xiàn)象。如聲音、機(jī)械壓力、壓強(qiáng)、光或熱的傳感器。醫(yī)學(xué)人員還可以使用示波器來測(cè)量腦電波。所以說,示波器是一種用途十分普遍的電子測(cè)量?jī)x器,絕不是夸張的。
上海逸威電子設(shè)備有限公司為大家介紹一下,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(jì)二十年代,使用檢流計(jì)與機(jī)械制圖系統(tǒng)耦合后,手動(dòng)記錄波形。該裝置由一個(gè)安裝在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸上的特殊單觸點(diǎn)換向器組成。接觸點(diǎn)可以按照精確的度數(shù)指示器刻度在轉(zhuǎn)子周圍移動(dòng),并且輸出出現(xiàn)在檢流計(jì)上,由技術(shù)人員手工繪制。由于此過程是在幾千個(gè)波周期內(nèi)形成的,因此只能產(chǎn)生非常粗糙的近似波形。
二、機(jī)械自動(dòng)繪制波形
首臺(tái)自動(dòng)示波器使用檢流計(jì)和筆,將波形圖捕獲到連續(xù)移動(dòng)的紙卷上。由于與機(jī)械部件的反應(yīng)時(shí)間較慢相比,波形的頻率相對(duì)較高,因此不是直接繪制波形圖像,而是在一段時(shí)間內(nèi)通過組合許多不同波形的小片段來創(chuàng)建波形圖像。它會(huì)從第100個(gè)波中自動(dòng)為電容器充電并記錄,電容器的每個(gè)后續(xù)充電都是從沿波稍遠(yuǎn)的一點(diǎn)開始的。此類波形測(cè)量值仍是數(shù)百個(gè)波周期的平均值,但比之前手繪波形圖更準(zhǔn)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(zhì)上顯示波形。
用于示波器的陰極射線管:1.偏轉(zhuǎn)電壓電極 2..電子束 3. 聚焦線圈 4.屏幕涂有磷涂層
二十世紀(jì)四十年代,雷達(dá)和電視的開發(fā)需要性能良好的波形觀察工具,帶寬10MHz的同步示波器的成功開發(fā),表示著近代示波器的基礎(chǔ)。
模擬示波器要提高帶寬,需要示波管、垂直放大和水平掃描完全推進(jìn)。數(shù)字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉(zhuǎn)換器的性能,對(duì)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(chǔ)和處理,以及多種觸發(fā)和預(yù)前觸發(fā)能力。二十世紀(jì)八十年代成為數(shù)字示波器的天下,很多廠家不在生產(chǎn)模擬示波器,模擬示波器逐漸退出歷史舞臺(tái)。
四、數(shù)字示波器
數(shù)字示波器是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器一般支持多級(jí)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(chǔ),實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的保存和處理。對(duì)于幾百兆帶寬之內(nèi)的示波器,目前國(guó)內(nèi)品牌的示波器在性能上已經(jīng)可以和國(guó)外品牌抗衡,且具有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
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(hào)的耦合方式、余暉調(diào)節(jié),校準(zhǔn)信號(hào)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,常見的有自動(dòng)量程、各種參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量、波形和設(shè)置狀態(tài)的存儲(chǔ)、接口總線、顯示平均級(jí)曲線擬合(內(nèi)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(biāo)測(cè)量等。
五、觸控示波器
現(xiàn)今時(shí)代,人類正在經(jīng)歷數(shù)字革命,5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)不斷演化發(fā)展。示波器也一樣正在經(jīng)歷著一場(chǎng)革命。智能手機(jī)的觸控操作方式相對(duì)于傳統(tǒng)的按鍵,已經(jīng)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(shù)應(yīng)用于示波器,替代傳統(tǒng)的按鍵旋鈕操作方式。