可樂私房菜

Introduction

示波器（Oscilloscope / Scope）是一種能夠顯示電壓訊號動態波形的電子測量儀器。它能夠將時變的電壓訊號，轉換為時間域上的曲線，原來不可見的電氣訊號，就此轉換為在二維平面上直觀可見光訊號，因此能夠分析電氣訊號的時域性質。更進階的示波器，甚至能夠對輸入的時間訊號，進行頻譜分析，反映輸入訊號的頻域特性。。

示波器主要可以分為

●  類比示波器主要基於陰極射線管，打出的電子束通過水平偏壓和垂直偏壓系統，打在螢幕的螢光物質上顯示波形。
●  數位示波器主要是通過ADC將類比數位離散化並存入記憶體，通過CPU或專用晶片進行處理後在螢幕上進行顯示。

原有的數位儲存示波器對波形的擷取率較慢，隨著技術及專用晶片的發展，現有數位儲存示波器的波形擷取率已經可以達到每秒100萬次，高於類比示波器的40萬次。

數位示波器又可分為

●  數位儲存示波器（DSO，Digital Storage Oscilloscope）：將訊號數位化後再建波形，具有記憶、儲存被觀測訊號的功能，可以用來觀測和比較單次過程和非周期現象、低頻和慢速訊號，以及不同時間不同地點觀測到的訊號。
●  數位螢光示波器（DPO，Digital Phosphor Oscilloscope）：通過多層次輝度或彩色可顯示長時間內訊號。
●  混訊示波器（MSO，Mixed Signal Oscilloscope）：把數位示波器對訊號細節的分析能力和邏輯分析儀多通道定時測量能力組合在一起，可用於分析數模混訊互動影響。

數位示波器基本指標
頻寬、取樣率和儲存深度是示波器的三大技術指標。

● 頻寬定義為訊號衰減 3dB 時的訊號頻率。若一台示波器頻寬不夠會導致看到的訊號失真，測試不準確。頻寬指標主要體現在衰減器與放大器的指標。即時取樣率體現出示波器的ADC的指標。

● 取樣率通常要大於等於頻寬的4倍。儲存深度影響觀測時間的長短，另外也會影響到示波器的取樣率。

● 儲存深度 = 取樣率×觀測時間，若觀測時間較長（與水平觀測時間相關），則取樣率會下降。除此之外，波形擷取率和示波器回應速度，觸發條件的多少，底噪的情況，使用的方便性，及擴充性也體現了示波器的效能。

頻寬選擇實例： 已知條件：示波器主機1GHz，探頭組態1.5GHz，被測訊號200MHz（上升時間500ps）。

發展趨勢

高效能與通用是示波器發展的兩個趨勢。體現高效能的例子是安捷倫科技的63GHz類比帶寬、160GSa/s採樣的實時示波器，同時具有低雜訊和高輸入動態範圍的特性，美國力科公司宣布了65GHz類比頻寬、160GS/s即時取樣率、4~40通道的任意通道示波器系統，大幅的優化了示波器的通道選擇性。另一個趨勢是通用，將更多的功能整合到示波器中，常見的有將邏輯分析功能整合，形成混合型號示波器；將協定分析功能整合，最近安捷倫又將訊號源整合到示波器中。力科也在全系列示波器中加上邏輯模組，隨著技術的發展，也許示波器會整合越來越多的功能。

世界主要廠商

美國：泰克（Tektronix）、是德科技（Keysight，原安捷倫（Agilent）的電子儀器部門，再之前則是惠普（HP）的儀器部門）、福祿克（Fluke）、力科（LeCroy）、國家儀器（National Instruments）
荷蘭：飛利浦（Philips）（90年代其儀器部門與美國福祿克合併）
德國：羅德與施瓦茨（R&S，Rohde & Schwarz，原HAMEG）
英國：古爾德（GOULD，2014年結束營業）
日本：日立（Hitachi）、菊水電子（KIKUSUI Electronics）、岩崎通訊機（IWATSU ELECTRIC）、建伍（Kenwood/Trio）、利達（Leader）
中國大陸：普源（Rigol）、鼎陽（Siglent）
台灣：固緯（GWInstek）

。