在電子工程師和技術(shù)人員要用到的全部測試設備中，最有用的無(wú)疑就是示波器。示波器的功能強大，可以幫助電子工程師和技術(shù)人員快速、準確地捕獲隨時(shí)間變化的電壓（或電流等其他參數）測量值，而實(shí)驗室中的任何其他設備都無(wú)法輕松完成這樣的測量。
 
示波器是廣泛用于制造業(yè)、電路設計等行業(yè)，對于故障排除，信號完整性以及簡(jiǎn)單了解電子電路工作原理的基本必備工具。
 
盡管現代的示波器的整個(gè)按鍵，旋鈕，探針以及相關(guān)的探頭配件和彩色顯示屏看起來(lái)讓人感覺(jué)很復雜， 令想要學(xué)習的人感到退縮。但實(shí)際上，千萬(wàn)不要讓示波器的復雜外觀(guān)嚇到了，只要掌握一些基本的技巧，它是一種非常簡(jiǎn)單易用的設備。而且目前先進(jìn)的示波器還會(huì )帶有全觸控功能，意味著(zhù)所有的原始復雜的按鍵旋鈕操作，都可以被觸屏操作所取代。如果您經(jīng)歷過(guò)早期的按鍵手機和現在的智能手機，您就能很快理解觸屏的優(yōu)勢。

成為示波器行家的關(guān)鍵，首先是了解示波器的基礎知識，然后再利用該基礎知識去拓展學(xué)習。以下簡(jiǎn)短文將在這些方面介紹，一些新用戶(hù)在示波器基本使用方面遇到的一些關(guān)鍵點(diǎn)和常見(jiàn)問(wèn)題。這將幫助我們快速的了解示波器，找到正確的學(xué)習方向。隨著(zhù)學(xué)習時(shí)間的拉長(cháng)，使用示波器到達一定時(shí)間后，我們幾乎可以進(jìn)行任何測量，最終在測試領(lǐng)域變得更加熟練和專(zhuān)業(yè)。
 
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本文僅以麥科信STO1104C這款帶全觸控和安卓系統的智能示波器為例來(lái)介紹，對于老式傳統的模擬示波器，隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步已經(jīng)被明顯的淘汰，也就不再復述。
 
接地與安全

在了解示波器的基礎知識之前，我們先了解示波器適當的接地和安全性，以避免人身傷害以及損毀示波器或與示波器連接的任何配件。探頭不正確的連接會(huì )形成電流通路，從而損壞探頭。為避免電擊，必須將示波器通過(guò)接地導線(xiàn)與大地相連。簡(jiǎn)而言之，探頭金屬部分連接到示波器是直接通過(guò)示波器的電源線(xiàn)與安全接地相連。
 
您可以使用歐姆表自己嘗試更改連接。這是一種低阻抗連接方式，當被測電路也連接到大地時(shí)，就會(huì )形成一個(gè)環(huán)路，并且非常低的阻抗會(huì )導致電路中的電流過(guò)大。探頭的接地導線(xiàn)的電流承載能力迅速超過(guò)其額定值，導線(xiàn)突然斷開(kāi)，您可能會(huì )聽(tīng)到一聲巨響！
 
解決此問(wèn)題的最佳方法是通過(guò)隔離被測電路或隔離示波器接地來(lái)斷開(kāi)接地環(huán)路。如果示波器的安全接地失效，最好的選擇是確保被測電路未與地面安全接地相連。使用隔離示波器或差分探頭，或選擇使用隔離電源或電池為測試電路供電。使用USB連接器之類(lèi)的東西給被測電路供電時(shí)要小心，因為這類(lèi)設備通常不與地面隔離，并且仍然會(huì )遇到接地回路的問(wèn)題。

示波器是什么?

示波器可以通過(guò)電壓傳感器（即最常見(jiàn)的示波器電壓探頭）或某些其他傳感器（例如壓力傳感器，電流探頭，噪音計等）測量被測信號的電壓波形。 示波器產(chǎn)生的的曲線(xiàn)圖在垂直軸上測量的是電壓，在水平軸上代表的是信號時(shí)間。 從捕獲的波形中，我們可以獲得諸如信號的頻率，幅度，周期，相位，失真，噪聲，DC，AC，占空比，上升/下降時(shí)間等數據。

基礎

除了顯示屏外，還有其他三個(gè)重要的功能構成了示波器。 這些功能是示波器的觸發(fā)，垂直方向上每格代表的伏特值，水平方向上每格代表的時(shí)間值。
 
觸發(fā)

觸發(fā)功能用于同步信號的水平掃描，這對于方便我們觀(guān)察信號至關(guān)重要。 觸發(fā)器通過(guò)重復顯示輸入信號的觸發(fā)部分，使重復出現的波形在顯示器上看起來(lái)靜止不動(dòng)。 示波器里最基本和常見(jiàn)的觸發(fā)方式就是邊沿觸發(fā)。 這是大多數人首次開(kāi)始使用示波器時(shí)最有可能使用的觸發(fā)方式。 除此以外，示波器還有許多其他特殊的甚至復雜的觸發(fā)方式用于響應特定的條件，并且真正可以使示波器成為功能強大的測量工具。 這些觸發(fā)包括脈寬觸發(fā)、邏輯觸發(fā)，N邊沿觸發(fā)、欠幅觸發(fā)、斜率觸發(fā)、超時(shí)觸發(fā)、視頻觸發(fā)、串行總線(xiàn)觸發(fā)等。

垂直檔位（伏特/格）

通過(guò)調節示波器的垂直檔位，可以放大和縮小波形在垂直方向上的形狀。比如，如果我們將垂直檔位設置為1V/格，而示波器垂直方向上有10格，那么示波器整屏幕最多可以顯示10V的波形。需要注意的是，這個(gè)數值同樣也和探頭的衰減比有關(guān)，如果我們使用的是10X的探頭，但是我們沒(méi)有調節示波器通道的衰減比（默認為1X），那么正確的讀數會(huì )和實(shí)際顯示的讀書(shū)相差10倍，因此在使用示波器的時(shí)候，也要注意探頭的衰減比，要將通道的衰減比和探頭的衰減比調成一致才可以。
 
輸入耦合

輸入耦合是示波器中另一種簡(jiǎn)單但普遍被忽略或誤解的功能。它是指用于將電信號從一個(gè)電路連接到另一電路的連接方法，即從被測電路到示波器的連接方法。 您可以將輸入耦合方式設置為直流耦合DC，交流耦合AC或接地耦合。 交流耦合僅阻止信號的直流部分通過(guò)，您會(huì )在顯示屏上看到以零電平為中心的波形。 接地耦合會(huì )斷開(kāi)垂直控制的輸入信號，從而讓您看到顯示屏上零電平的位置。 直流耦合設置允許顯示所有輸入信號，包括直流和交流。

水平檔位（時(shí)間/格）

水平檔位功能也叫時(shí)基，可確定波形在顯示屏上占有的時(shí)間。 與上述的垂直檔位控制一樣，水平檔位控制也可以對波形進(jìn)行縮放，相對于垂直檔位控制的是波形的垂直方向，水平檔位控制的是波形的水平方向。 如果時(shí)基設置為10ms，則顯示屏上的水平方向上每個(gè)一格代表10ms，并且整個(gè)屏幕（假定顯示屏上總共14個(gè)格）等于140ms，代表顯示的整個(gè)波形是140ms時(shí)長(cháng)，通過(guò)更改時(shí)基大小，可以輕松地觀(guān)察輸入信號的較長(cháng)或較短的時(shí)間間隔。
 
性能

在對待信號快慢的態(tài)度上，大多數人一般只關(guān)心信號的頻率，卻不關(guān)心信號的上升時(shí)間。在標準的正弦波中，上升時(shí)間與頻率是簡(jiǎn)單的數學(xué)關(guān)系，用于確定示波器帶寬是否足夠的典型公式為0.35除以上升時(shí)間。例如，需要測量上升時(shí)間為1ns的脈沖，這意味著(zhù)示波器的最小帶寬應在350MHz左右。但在實(shí)際中，傅立葉告訴我們，實(shí)際的波形是基波和高次諧波混合的產(chǎn)物。因此，波形的高次諧波比重越大，其上升時(shí)間越短。與信號的頻率對比，上升時(shí)間更能代表信號的快慢。所以不要小看低頻的信號，只要它的上升沿是在瞬間爆發(fā)的，則足以引起信號的振鈴、反射、過(guò)沖等一系列問(wèn)題。
 
采樣率（Samples/second）和存儲深度也是示波器的另一個(gè)重要考慮因素。采樣率表示示波器每秒能采集數據點(diǎn)量的能力。采樣率越高，示波器顯示波形的真實(shí)性和細節就越高，關(guān)鍵信息丟失的可能性也就越小。如果要測量正弦波，一般的經(jīng)驗是示波器的采樣率至少應為要測量的信號的最高頻率分量的2.5倍。而如果測量方波，脈沖和其他信號類(lèi)型，則采樣率至少應為要測量的信號的最高頻率分量的10倍。存儲深度則代表示波器一屏幕最多可以保存多少個(gè)采樣點(diǎn)。如果示波器的采樣數據的能力足夠，但是存儲數據的能力不足，那么再大的采樣率也是白費。就好比我們要倒一杯水喝，不管水壺開(kāi)口多大，倒水的速度有多快，如果我們杯子太小，那始終也裝不了多少水。采樣率=存儲深度÷波形記錄時(shí)長(cháng)，這就是這三者的關(guān)系。其中波形記錄時(shí)長(cháng)是我們控制的參數。其它2項一般都是固定參數（存儲深度大的示波器也可以調節存儲深度的大小，但是上限是固定的）。
 
探頭

關(guān)于示波器的探頭的知識，完全可以另起一篇文章也不為過(guò)。我們大多數人用的最多的探頭，應該是1X或者10X衰減比的無(wú)源探頭。使用探頭時(shí)要注意探頭能承受的最大峰峰值電壓，防止被測電路的電容負載過(guò)大。測量高速信號，我們往往需要有源探頭或者差分探頭。
 
性?xún)r(jià)比

隨著(zhù)國產(chǎn)示波器的發(fā)展與崛起，示波器不再是普通電子愛(ài)好者的奢侈品，而是成了大多數人都能擁有一臺的測試儀器。在示波器的中低端領(lǐng)域，現在的國產(chǎn)示波器的性?xún)r(jià)比已經(jīng)完全吊打那些進(jìn)口的示波器。所以，對于大多數人而言，購買(mǎi)一臺國產(chǎn)的示波器是很不錯的選擇！

寫(xiě)在最后

示波器是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和測試的主要儀器設備。 一開(kāi)始它們也許看上去很復雜，但是實(shí)際上非常易于上手。 只要記住一些基本知識，多多使用她，您很快就會(huì )被認為是公司的示波器專(zhuān)家。隨著(zhù)電子器材系統繁雜度和工作頻率的不斷提高，需要用到示波器的應用場(chǎng)景也必然越來(lái)越多，考慮到示波器的長(cháng)久使用壽命，早早的擁有和使用一臺示波器是十分劃算的。