示波器

示波器（非正式范围）是一种电子测试仪器，它以图形方式将变化的电压显示为一个或多个信号随时间变化的二维图。 主要目的是在屏幕上显示重复的或单一的波形，否则这些波形会出现得太短暂而无法被人眼感知。 然后可以分析显示的波形的幅度、频率、上升时间、时间间隔、失真等属性。 最初，计算这些值需要根据仪器屏幕内置的刻度手动测量波形。 现代数字仪器可以直接计算和显示这些属性。

显示波器用于科学、医学、工程、汽车和电信行业。 通用仪器用于电子设备的维护和实验室工作。 例如，专用示波器可用于分析汽车点火系统或将心跳波形显示为心电图。

早期的电压高速可视化是通过机电示波器实现的。 这些为高速电压变化提供了宝贵的见解，但具有非常低的频率响应，并被使用阴极射线管 (CRT) 作为其显示元件的示波器所取代。布劳恩管是阴极射线管的前身，众所周知 1897 年和 1899 年，Jonathan Zenneck 为其配备了波束形成板和用于偏转迹线的磁场，这构成了 CRT 的基础。 早在 1920 年代，早期的阴极射线管就已通过实验应用于实验室测量，但存在真空和阴极发射器稳定性差的问题。 V. K. Zworykin 于 1931 年描述了一种带有热电子发射器的xxx密封、高真空阴极射线管。这种稳定且可重复的组件使 General Radio 能够制造出可在实验室外使用的示波器。二战后电子零件过剩 成为 Heathkit Corporation 复兴的基础，由这些部件制成的价值 50 美元的示波器套件证明了其在市场上的首屈一指的成功。

模拟示波器通常分为四个部分：显示、垂直控制、水平控制和触发控制。 显示器通常是带有称为标线的水平和垂直参考线的 CRT。 CRT 显示器还可以控制焦点、强度和光束探测器。

垂直部分控制显示信号的幅度。 该部分有一个每格伏特 (Volts/Div) 选择器旋钮、一个 AC/DC/Ground 选择器开关和仪器的垂直（主要）输入。 此外，该部分通常配备垂直光束位置旋钮。

水平部分控制仪器的时基或扫描。 主要控件是每格秒数 (Sec/Div) 选择器开关。 还包括用于绘制双 X-Y 轴信号的水平输入。 水平光束位置旋钮通常位于此部分。

触发部分控制扫描的开始事件。 触发器可以设置为在每次扫描后自动重启，或者可以配置为响应内部或外部事件。 这部分的主要控件是源和耦合选择器开关，以及外部触发输入（EXT 输入）和电平调整。

除了基本仪器外，大多数示波器都配有探头。 探头连接到仪器上的任何输入端，通常有一个十倍于示波器输入阻抗的电阻器。 这导致 0.1 (‑10×) 衰减系数； 这有助于将探头电缆呈现的电容性负载与被测信号隔离开来。 一些探头有一个开关，允许操作员在适当的时候绕过电阻器。

大多数现代示波器都是轻巧的便携式仪器，紧凑到足以让一个人携带。 除了便携式设备外，市场还提供许多用于现场服务应用的微型电池供电仪器。 实验室级示波器，尤其是使用真空管的旧设备，通常是台式设备或安装在专用推车上。 专用示波器可以安装在机架上或永久安装在定制仪器外壳中。

要测量的信号被馈送到其中一个输入连接器，该连接器通常是同轴连接器，例如 BNC 或 UHF 类型。 较低频率可使用接线柱或香蕉插头。如果信号源有自己的同轴连接器，则使用简单的同轴电缆； 否则，使用示波器随附的称为示波器探头的专用电缆。 一般来说，在日常使用中，连接到被观察点的明线测试线是不会坐着的。