什么是模擬示波器

模擬示波器，采用的是模擬電路（示波管，其基礎(chǔ)是電子槍）電子槍向屏幕發(fā)射電子，發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束，并打到屏幕上，屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì)，這樣電子束打中的點(diǎn)就會(huì)發(fā)出光來。工作方式是直接測量信號(hào)電壓，并且通過從左到右穿過示波器屏幕的電子束在垂直方向描繪電壓。

模擬示波器特點(diǎn)

模擬示波器天生具備概率顯示的特點(diǎn)，由于熒光屏的余輝暫留，不同概率出現(xiàn)的波形事件會(huì)以不同亮度出現(xiàn)在屏幕上，但由于波形的再現(xiàn)過程無法停止，某些偶然出現(xiàn)的單次事件因不具備一定的持續(xù)性而無法顯示。概率顯示是一個(gè)很有用的功能，比如某個(gè)波形上一個(gè)不是每次都出現(xiàn)的毛刺，如果用DSO，則這個(gè)毛刺的顯示會(huì)不停的抖動(dòng)，如果你暫停顯示，則可能沒有毛刺，也可能有毛刺，你無法判斷毛刺出現(xiàn)的概率，如果用ART，則這個(gè)毛刺的出現(xiàn)概率會(huì)以不同亮度顯示，因?yàn)檫@個(gè)特性，目前在開關(guān)電源開發(fā)領(lǐng)域，模擬示波器以其低廉的價(jià)格被廣泛使用。

模擬示波器原理

模擬式示波器的核心部件是陰極射線示波管，電子槍發(fā)射出電子束，經(jīng)過Y偏轉(zhuǎn)板和X偏轉(zhuǎn)板后電子束射向熒光屏。裝置原理圖如圖1所示。

圖1 陰極射線示波管

（1）當(dāng)把待測試信號(hào)施加到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板，而X軸偏轉(zhuǎn)板不加電壓時(shí)，在熒光屏的最左側(cè)縱坐標(biāo)上就會(huì)打出一個(gè)亮點(diǎn)，且電壓越大亮點(diǎn)位置越高。

（2）當(dāng)把鋸齒波信號(hào)施加到X偏轉(zhuǎn)板，而在Y偏轉(zhuǎn)板不加電壓時(shí)，隨著鋸齒波電壓的升高，光點(diǎn)從屏幕最左邊均勻移動(dòng)到屏幕最右邊。當(dāng)鋸齒波從零開始后，又迅速從最左邊重復(fù)移動(dòng)。

故對于模擬示波器，Y偏轉(zhuǎn)板上應(yīng)施加待測信號(hào)，X偏轉(zhuǎn)板上應(yīng)施加鋸齒波信號(hào)（掃描信號(hào)）。但僅靠上述描述，還不足以將信號(hào)波形穩(wěn)定的顯示在示波器屏幕上。當(dāng)X軸偏轉(zhuǎn)板鋸齒波自動(dòng)觸發(fā)時(shí)，由于觸發(fā)位置的不確定，使得觀察者在示波器上看到的波形好像是在滾動(dòng)，且有多條波形重疊。

圖2 自動(dòng)觸發(fā)下引起的波形滾動(dòng)

為解決這個(gè)問題，引出觸發(fā)概念。即滿足何種觸發(fā)條件下打開X偏轉(zhuǎn)板上的鋸齒波的問題？模擬示波器上存在觸發(fā)電平旋鈕（level），并能夠選擇上升/下降沿（slope）觸發(fā)。當(dāng)確定一個(gè)直流觸發(fā)電壓并選擇上升沿觸發(fā)時(shí)，示波器熒光屏上的圖形如圖3所示。

圖3 觸發(fā)電平對波形顯示的影響

從圖3中也能看出X軸鋸齒波周期決定了橫軸時(shí)基的大小。當(dāng)鋸齒波周期越長（三角部分寬度越寬），則時(shí)基（time/div，橫軸每格代表的時(shí)間）越大，顯示屏上顯示的波形周期數(shù)越多。