示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實驗現(xiàn)象、分析實驗中的問題、測量實驗結果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉系統(tǒng)、Y軸偏轉系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標準信號源組成?！?i> 1、示波管 陰極射線管（CRT）簡稱示波管，是示波器的核心。它將電信號轉換為光信號。如圖所示，電子槍、偏轉系統(tǒng)和熒光屏三部分密封在一個真空玻璃殼內，構成了一個完整的示波管。
2、熒光屏 現(xiàn)在的示波管屏面通常是矩形平面，內表面沉積一層磷光材料構成熒光膜。在熒光膜上常又增加一層蒸發(fā)鋁膜。高速電子穿過鋁膜，撞擊熒光粉而發(fā)光形成亮點。鋁膜具有內反射作用，有利于提高亮點的輝度。鋁膜還有散熱等其他作用?！ ‘旊娮油Ｖ罐Z擊后，亮點不能立即消失而要保留一段時間。亮點輝度下降到原始值的10％所經過的時間叫做“余輝時間”。余輝時間短于10μs為極短余輝，10μs—1ms為短余輝，1ms—0．1s為中余輝，0．1s-1s為長余輝，大于1s為極長余輝。一般的示波器配備中余輝示波管，高頻示波器選用短余輝，低頻示波器選用長余輝?！ ∮捎谒昧坠獠牧喜煌瑹晒馄辽夏馨l(fā)出不同顏色的光。一般示波器多采用發(fā)綠光的示波管，以保護人的眼睛?！ ?i>3、電子槍及聚焦 電子槍由燈絲（F）、陰極（K）、柵極（G1）、前加速極（G2）（或稱第二柵極）、第一陽極（A1）和第二陽極（A2）組成。它的作用是發(fā)射電子并形成很細的高速電子束。燈絲通電加熱陰極，陰極受熱發(fā)射電子。柵極是一個頂部有小孔的金屬園筒，套在陰極外面。由于柵極電位比陰極低，對陰極發(fā)射的電子起控制作用，一般只有運動初速度大的少量電子，在陽極電壓的作用下能穿過柵極小孔，奔向熒光屏。初速度小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過低，則全部電子返回陰極，即管子截止。調節(jié)電路中的W1電位器，可以改變柵極電位，控制射向熒光屏的電子流密度，從而達到調節(jié)亮點的輝度。第一陽極、第二陽極和前加速極都是與陰極在同一條軸線上的三個金屬圓筒。前加速極G2與A2相連，所加電位比A1高。G2的正電位對陰極電子奔向熒光屏起加速作用?！ ‰娮邮鴱年帢O奔向熒光屏的過程中，經過兩次聚焦過程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一電子透鏡。第二次聚焦發(fā)生在G2、A1、A2區(qū)域，調節(jié)第二陽極A2的電位，能使電子束正好會聚于熒光屏上的一點，這是第二次聚焦。A1上的電壓叫做聚焦電壓，A1又被叫做聚焦極。有時調節(jié)A1電壓仍不能滿足良好聚焦，需微調第二陽極A2的電壓，A2又叫做輔助聚焦極?！?i> 4、偏轉系統(tǒng) 偏轉系統(tǒng)控制電子射線方向，使熒光屏上的光點隨外加信號的變化描繪出被測信號的波形。中，Y1Y2和Xl、X2兩對互相垂直的偏轉板組成偏轉系統(tǒng)。Y軸偏轉板在前，X軸偏轉板在后，因此Y軸靈敏度高（被測信號經處理后加到Y軸）。兩對偏轉板分別加上電壓，使兩對偏轉板間各自形成電場，分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉?！ ?i>5、示波管的電源 為使示波管正常工作，對電源供給有一定要求。規(guī)定第二陽極與偏轉板之間電位相近，偏轉板的平均電位為零或接近為零。陰極必須工作在負電位上。柵極G1相對陰極為負電位（—30V~—100V），而且可調，以實現(xiàn)輝度調節(jié)。第一陽極為正電位（約+100V~+600V），也應可調，用作聚焦調節(jié)。第二陽極與前加速極相連，對陰極為正高壓（約+1000V），相對于地電位的可調范圍為±50V。由于示波管各電極電流很小，可以用公共高壓經電阻分壓器供電。
仍是目前工作臺上必不可少的工具，這里整理了六條基于示波器使用者的常見問題，不知道是否解答了您的困惑?
1、在高速串行測試時，對測試所需示波器有什么樣的要求?哪幾個指標是最關鍵的?
基本來說對帶寬和采樣率要滿足串行信號的要求，接下來就需要考察是否是差分信號，以及示波器對串行測試的分析功能，比如說碼型的觸發(fā)和解碼等等。
2、在測量高速數(shù)字信號時，示波器的帶寬是不是一定要是信號頻率的5倍以上?為什么?
選擇示波器的帶寬，一般是被測信號的速率的2.5倍或信號最高頻率的5倍，這樣可以看到高速信號的5次諧波。
3、測試時的帶寬是如何影響測試結果?對測試儀器的帶寬有何要求?
首先，帶寬不足會損失掉信號的高頻諧波分量，導致時間和幅度測試的不準確。然而即使帶寬相同的示波器會表現(xiàn)出不同的上升時間，對應用來說，測量上升沿上發(fā)生的錯誤非常關鍵，另外在數(shù)據(jù)信號中，對眼圖的張開度影響也很大。正因如此，上升時間指標對在時域中執(zhí)行測量的設備(示波器)非常重要。
4、帶寬是否越高越好?
前面提到，目前廣泛使用的電路板、連接器、電纜和集成模塊的上升時間非常有限，以至于高速信號經過傳輸之后高頻分量損耗嚴重。許多新的第三代標準(USB3.0, PCIE Gen3, 10G-KR)已經考慮到這一點，要求的帶寬比以前低得多。當然，也有一些例外情況，要求更高的帶寬。比如100G以太網(wǎng)方案，它采用復雜的調制技術(DP-PSK)，要求四個模擬輸入及超過20 GHz的帶寬進行分析。鑒于這些應用，泰克已經宣布，其帶寬超過30GHz的示波器將于今年下半年晚些時候推出。
5、怎樣才能提高測試儀器的靈敏度呢?
選擇合適的帶寬，帶寬過大會增加噪聲，在垂直設置上，盡可能讓信號填滿屏幕，好充分利用示波器的AD位數(shù)，可以采用波形平均，合適的探頭的帶寬，選擇高分辨率 (Hi-res) 采集模式等等。
6、在對系統(tǒng)設計進行調試時，確認異?，F(xiàn)象并在短時間內弄清電路的運行條件，如何增加捕捉異?，F(xiàn)象的機會?
使用DPX技術，并打開無限余輝，幾秒鐘就可以看到平時可能數(shù)小時看不到的異常信號。該性能提高了見證數(shù)字系統(tǒng)中出現(xiàn)的瞬態(tài)事件的幾率，這些瞬態(tài)事件包括短脈沖、毛刺和轉換誤差等。
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