示波器的发展历史简述
一、用手绘制波形
示波器的历史可以追溯到19世纪二十年代,使用检流计与机械制图系统耦合后,手动记录波形。该装置由一个安装在旋转转子轴上的特殊单触点换向器组成。接触点可以按照精确的度数指示器刻度在转子周围移动,并且输出出现在检流计上,由技术人员手工绘制。由于此过程是在几千个波周期内形成的,因此只能产生非常粗糙的近似波形。

二、机械自动绘制波形
第一台自动示波器使用检流计和笔,将波形图捕获到连续移动的纸卷上。由于与机械部件的反应时间较慢相比,波形的频率相对较高,因此不是直接绘制波形图像,而是在一段时间内通过组合许多不同波形的小片段来创建波形图像。它会从第100个波中自动为电容器充电并记录,电容器的每个后续充电都是从沿波稍远的一点开始的。此类波形测量值仍是数百个波周期的平均值,但比之前手绘波形图更准确。

三、模拟示波器
模拟示波器主要基于阴极射线管CRT,打出的电子束通过水平偏置和垂直偏置系统,打在屏幕的荧光物质上显示波形。


用于示波器的阴极射线管:
1.偏转电压电极
2.电子枪
3.电子束
4.聚焦线圈
5.屏幕涂有磷涂层
二十世纪四十年代,雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具,泰克成功开发带宽10MHz的同步示波器,这是近代示波器的基础。

具有同步扫描功能的示波器
模拟示波器的性能特点:
操作简单——全部操作都在面板上,波形反应及时,数字示波器往往要较长处理时间。
垂直分辨率高——连续而且无限级,数字示波器分辨率一般只有8位至10位。
数据更新快——每秒捕捉几十万波形,数字示波器每秒捕捉几十个波形。
实时带宽和实时显示——连续波形与单次波形的带宽相同,数字示波器的带宽与取样率密切相关,取样率不高时需借助内插计算,容易出现混淆波形。
四、数字示波器
数字示波器是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单,能提供给用户多种选择,多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储,实现对波形的保存和处理。
模拟示波器要提高带宽,需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能,对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理,以及多种触发和预前触发能力。

数字示波器具有模拟示波器的大多基本功能。例如基本显示波形的功能、x-Y工作模式、基本的触发方式等。还包括例如触发延迟,输入信号的耦合方式、余晖调节,校准信号源输出等。
数字示波器比模拟示波器还增加了多种有用的功能,最常见的有自动量程、各种参数的自动测量、波形和设置状态的存储、接口总线、显示平均级曲线拟合(内插方法)、带宽高低通滤波、触发工作模式及触发条件选择、光标测量等。
五、触控示波器
现今时代,人类正在经历数字革命,5G、物联网、大数据、云计算、人工智能等新兴技术不断演化发展。示波器也一样正在经历着一场革命。智能手机的触控操作方式相对于传统的按键,已经证明了其操作的高效性。示波器厂家也一样在考虑将触控技术应用于示波器,替代传统的按键旋钮操作方式。

原有技术设备的落后以及以及现有技术的提升缓慢让工程师们头痛不已。触控示波器带给了工程师全新的使用体验,大大提高了原本的工作效率。这种全新的交互方式,可以让工程师能更快的去洞察整个产品设计中的问题,同时可利用测试结果进行分析发现并解决问题,而不用为如何操作示波器再烦恼。
参考资料:
麦科信Micsig.示波器的发展历史简述.[EB/OL].(2020-08-12) [2022-02-15]
https://www.sohu.com/a/412708928_120412320?_trans_=000014_bdss_dkbjyq
在安装适当的传感器时示波器可以测量各类现象。 如声音、机械压力、压强、光或热的传感器。 比如汽车中的排气尾管、气缸内的压力测试,就可以用特殊的压力传感器,将压力转换成电信号传输给示波器进行波形的观测。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。
示波器功能:
手持示波器应用领域:
1、在工业方面或电子方面,手持示波器可以用做现场维修;
2、手持示波器也可以在工厂内部进行维护和维修,以便于及时的排除故障;
3、在安装和运行监测,手持示波器也是一个重要的帮手;
4、手持示波器在工业过程中可以进行相关的数据测试等;
5、手持示波器可以用于工程师或技术员的研发及实验;
6、手持示波器在汽车电子领域也已经得到普遍运用。随着电子技术的迅猛发展和对汽车性能要求的不断提高,以及日益严格的环保要求,电子技术在汽车电子的运用越来越广,手持示波器受助于很快判断出车辆的故障;
7、目前,手持示波器在航空航天方面也已经得到了广泛的运用。
进行示波器实验时,实验室提供两台信号源,假如其中一路信号源可以显示信号的频率和电压,另一路信号源不能显示出频率和电压;
将此信号源调节至任一频率和电压的正弦波后,利用示波器,你有几种方法测出目前信号的频率和电压?在实验室进行探索后,将你的实验过程写下来。