了解示波器的發展（一）

初期模擬示波器時代

20世紀40年代是電子示波器興起的時代，雷達和電視的開發需要性能良好的波形觀察工具，泰克公司成功開發帶寬10MHz的同步示波器，這是近代示波器的基礎。50年代半導體和電子計算機的問世，促進電子示波器的帶寬達到100MHz。60年代美國、日本、英國、法國在電子示波器開發方面各有不同的貢獻，出現帶寬6GHz的取樣示波器、帶寬4GHz的行波示波管、1GHz的存儲示波管；便攜式、插件式示波器成為系列產品。70年代模擬式電子示波器達到高峰，行譜系列非常完整，帶寬1GHz的多功能插件式示波器標志著當時科學技術的高水平，為測試數字電路又增添邏輯示波器和數字波形記錄器。模擬示波器從此沒有更大的進展，開始讓位于數字示波器，英國和法國甚至退出示波器市場，技術以美國領先，中低檔產品由日本生產。

中期數字示波器崛起

20世紀80年代的數字示波器處在大發展階段，美國的TEK公司和HP公司都停產模擬示波器，并且只生產性能好的數字示波器。對數字示波器的發展作出了貢獻。進入90年代，數字示波器除了提高帶寬到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模擬示波器。出現所謂數字示波器模擬化的現象，盡量吸收模擬示波器的優點，使數字示波器更好用。

這時數字示波器首先在取樣率上提高，從最初取樣率等于兩倍帶寬，提高至五倍甚至十倍，相應對正弦波取樣引入的失真也從100%降低至3%甚至1%。帶寬1GHz的取樣率就是5GHz/s，甚至10GHz/s。同時提高數字示波器的更新率，達到模擬示波器相同水平，最高可達每秒40萬個波形，使觀察偶發信號和捕捉毛刺脈沖的能力大為增強。采用多處理器加快信號處理能力，從多重菜單的煩瑣測量參數調節，改進為簡單的旋鈕調節，甚至完全自動測量，使用上

與模擬示波器同樣方便。

具備模擬功能的數字示波器

數字示波器缺少余輝顯示功能，也就是沒有模擬示波器的輝度分階顯示。因為它是數字處理，只有兩個狀態，非高即低，原則上波形也是“有”和“無”兩個顯示。為達到模擬示波器那樣的多層次亮度變化，必須采用專用圖像處理芯片，例如TEK公司采用DPX型處理器芯片，具有數據采集、圖像處理和存儲等多項功能，DPX芯片由130萬個晶體管組成，采用0.65um的CMOS工藝，并行流水結構，取樣率高。它既是數據采集芯片，同時也是光柵掃描器，模擬示波管屏幕熒光體的發光特性，用16級亮度分級，將波形存儲在500>200像素的LCD單色或彩色顯示屏上，每1/30s更新一次。由于模擬存儲示波器只能依靠照相底片記錄波形，對數據保存并不方便，而數字熒光示波器是數字處理的顯示，數據記錄處理、保存都十分方便。例如用紅色表示出現概率最高的波形，藍色表示出現概率最低的波形，達到一目了然。由于數字示波器已經達到4GHz以上帶寬的水平，配合熒光顯示特性，總的性能優于模擬存儲示波器。

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