建的方法共同决定，因此它决定了所构建的单次波形的完整性 。
波形重建的方法主要是指波形再现的插值算法。
线性内插：在相邻采样点直接连接上直线，局限于直边缘信号。
正弦内插：（SinX/x）利用曲线来连接样点，通用性更强。它利用数学处理，在实
际样点间隔中运算出结果。这种方法弯曲信号波形，使之产生比纯方波和脉冲更为现
M
DSO示波器 好 差 差 好 差 好 差(点,余 好 差 多 能 高 能
等效采样技
辉)
种
6G
术
改善显
示
水平系 统
垂直系 统
扫描系 统
触发系 统
显示系 统
示波器的组成
示波器的主要指标
示波器主要技术指标－保证示波器精确的 显示信号波形的前提条件
示波器的带宽 数字示波器采样率 示波器存储长度 波形捕获率（先进的DPO）
简单重复信号
非
波形显示 稳 变 异 缓 随 快 复杂动 定 重 触 预 示 数
定 化常变机沿 态 时 复 发 触 波 据
示波器类别
信 信信信毛信 号 号息号刺号
重复信 号
测 量
单 次功 能ຫໍສະໝຸດ 发器 带处 理
信
宽
号
模拟示波器 好 好 差 差 差 差 好
CRT显示技 术
差不边不低 不 能 沿 能 470 能
探头的上升时间应小于示波器的上升时间（泰克非常精细的匹配示波 器的系统带宽）
示波器的上升时间应小于被测量信号的上升时间。 例：使用100Mhz探头和100Mhz示波器组成测量系统，测量上升时间
为3.5ns的方波信号，系统带宽为多少？测量误差是多少？ 系统上升时间＝ 3.5ns2＋3.5ns2 ＝4.95ns，系统带宽＝0.35/4.95ns
Vmax
波形测量参数
Rise Time
FallTime
Vhi 90%
正向超调
Vp-p 幅值
50% 100%
Vmin
Vlo
10%
负向超调
+Width
-Width
频率＝1/周期
示波器的类型
模拟示波器 模拟数字混合示
波器 数字示波器 数字荧光示波器 取样示波器
ART 模拟示 波器
示波器的典型结构
调整，采样率将不能加快。
时基与采样率的关系应为：存储记深忆度长（度点）时间/格10＝采样间
隔. 1/采样间隔＝采样率
终点
示波器采样率与存储长度的关系
示波器最高采样率决定示波器单次带宽的限制， 为保证波形精确复现建议：正弦内插技术示波器 以:采样率/ 5＝单次带宽的公式计算单次带宽，线 性内插技术示波器以:采样率/10＝单次带宽公式 计算。
延迟线
垂直 放大器
放大器
触发
水平 放大器
DSO 数字示 波器
放大器
DPO 数字荧 光示波
器
放大器
A/D
多路 分解器
采集信号 存储器
uP
触发和时基电路
A/D
数字 荧光器
uP 触发电路和时基
显示 存储器
模拟实时 显示
串行 处理
并行 处理
波形的捕获
波形捕获率也就是波形刷新率，已经成为考核一台示波器 的重要参数之一；
示波器应用基本知识
以TDS3000B产品的基本功能为基础
示波器 - 电子工程师的眼睛
示波器的首要条件
准确地显示波形 保证信号完整性测
量
什么是示波器
示波器是形象地显示信号幅度随时间变化 的波形显示仪器，是一种综合的信号特性 测试仪，是电子测量仪器幅度的基本种类
示波器的用途：
电压表，电流表，功率计
时间
频率计，相位计 脉冲特性，阻尼振荡
示波器的应用：
电子，电力，电工
波的类型
大多数波都属于 如下类型： 正弦波 方波和矩形波 三角波和锯齿 波 阶跃波和脉冲 波 噪声波 、复杂 波
正弦波是波形的基本波
•非正弦波是由基波加无数次谐波所构成。包含的谐波越多， 波形越近似方波。
例：100M方波是由3次、5次、7次………….合成，3次 谐波频率为300M、5次谐波频率为500M…………. ▪对于非正弦波波形，波形从最小值过渡到最大值越快，所含谐波就越 多，波形所含的谐波频率的分量也越高。 ▪对于脉冲波占空比越小，波形所含谐波就越多，谐波频率分量也越高。
输入重复信号
第一次采集
第二次采集
第三次采集。。。。
只需一次触发已采集到信号所有资料 对信号的要求：重复信号且可允许信号变化 实时采样技术示波器，不仅适用捕获重复信号、而且是捕捉非重复信
号和单次信号的有效技术。以及是捕获隐藏在重复信号中的毛刺和异 常信号前提条件。 示波器标定带宽＝重复信号带宽＝瞬态（单次）信号带宽
随机数字等效采样技术：以较低的
A/D对信号采集, 将多次触发采集到资料进行 重组，实现对重复信号的捕获和显示。
输入重复信号
第一次触发采集 第二次触发采集 第三次触发采集
第四次触发采集
需要经过多次次触发才能采集到信号的所有资料 对信号的要求：信号必须重复并且稳定，如信号变化（如幅度）将造
成显示混乱。 等效技术示波器，只适用捕获重复稳定信号，对捕获非重复信号和单
次信号的能力。以及是捕获隐藏在重复信号中的毛刺和异常信号的能 力。将受到实时采样率的限制。
采样率对单次信号采集
▪ 数字示波器不但观测重复信号，同时需要观测单次事件信
号。虽然示波器放的大器带宽保证了信号输入不失真。如
采样率不足会造成显示信号漏失和失真。所以示波器必须
具有足够的采样速率，用以捕捉单次信号和精确恢复显示
示波器采样率决定：脉冲序列精确复
现能力，只有信号速度在单次带宽的范围内， 对捕获信号才能精确复现
100 1Gs/S Mhz 单次带宽为100Mhz
80 Mhz
60
Mhz
40 Mhz
200MMhzs/S 单次带宽为40Mhz
20
100MMhzs/S
Mhz
单次带宽为20Mhz
总结：采样率的选择
我们在确定示波器的带宽后，还要选择足 够的采样率来与之相配合，这样才能获得 适合于实际测量中的实时带宽，从而获得 满意的显示和测量结果。
实的普通波形。
内插系数：泰克公司的内插系数为2.5,采用5倍以上示波器带宽的采样率是为提高信号的保真
使用正弦内插，一般采用内插系数为5计算示波器的单次信号带宽。单次带宽＝实时
采样率/5（内插系数）。使用线性内插，一般采用内插系数为10计算示波器的单次信
号带宽。单次带宽＝实时采样率/10（内插系数）。
示波器带宽总结
▪ 示波器带宽是由放大器模拟带宽决定。示波器带宽是应包 含探头和示波器整个测量系统的问题，泰克公司承诺指定 示波器的带宽（上升时间），是当使用原配探头时，是探 头尖的上升时间（示波器带宽）。
▪ 示波器系统带宽不足，会引起上升时间慢和异常幅度衰减
▪ 为了获得正确的振幅测量，示波器的带宽应该比被测量的 波形的频率大5倍。为了合理精确地测量波形的上升或下 降时间，示波器必须有足够的上升时间。
波形的重要谐波
非正弦波是由多次按不同频率不同相位和不同幅 度的正弦波组成的合成波，谐波是基波的倍数。
列出的是影响波形变化的谐波次数，(考虑谐波分 量为基波幅度10％以上的谐波，是对波形形状影 响较大的因素)
波形 数
正弦波（ 正弦波基波为：1 ）
方波
三角波 脉冲波（占空比50％）
重要谐波
1:1 1:9 1:3 1:9
带宽不足将导致波形幅度衰减和波形失真
100% 70.7%,-3db
正弦波谐波分量
BW 100% 70.7%,-3db
方波谐 波分量
BW
注意：示波器带宽或上升时间与信号频率或上升时间一样时，对会对波形幅 度和上升时间产生影响，带来测量误差，如减少测量误差只能提高延伸示波 器带宽。
示波器测量系统带宽
采样率不足将限制示波器单次带宽。如果示波器 在全带宽范围内，对单次信号实现捕获和精确复 现。只有采样率高于示波器带宽5倍以上（正弦内 插），才能使示波器的重复信号带宽＝单次信号 带宽。
正弦内插
线性内插
示波器采样率决定：窄脉冲和毛刺信
号精确捕获和复现能力只有信号速度在单次 例：示带波器宽带宽的100M范hz 围内，对捕获信号才能精确复现
采样率1Gs/S,200Ms/S,100Ms/S, （不考虑带宽对波形的影响）
示波器带宽选定后，采样率决定了单次带宽。单次宽决定 示波器对毛刺和单脉冲信号的捕获能力和复现能力，也决 定了示波器检测重复信号中异常信号和随机毛刺信号的捕 获能力。
波形。
采样率低使信号失真
▪ 奈奎斯放大特器 抽样定律A中/D 指出采分多解样路器 率至采存集储少信器号为信uP号最高存显储频示器 率带宽
的2倍以上，从而保证信号在恢复时不发生混迭现象和失
真的情况发生。
采样率高使信号保真
单次采集带宽和波形复现
单次采样带宽也就是常说的实时带宽，它是由模拟带宽、采样率以及波形重
示波器系统带宽（上升时间）对
信号影响 测量系统的带宽将影响脉冲和方波的上升时间，示波器系 统上升时间和带宽的关系由下式决定：
示波器测量系统T上升＝0.35/BW（适合于1G以下示波器） BW=带宽（单位Hz） （－3dB时的频率）
示波器系统的上升时间应小于被测量信号波形的上升时间。
仪器显示的信号上升时间＝ 被信号上升时间2＋仪表系统上 升时间2
示波器主要的功能－保证示波器稳定、捕 获显示波形的必要条件
垂直 水平
带宽是示波器的首要规格参数
示波器的结构决定了带宽的重要性： 放大器的模拟带宽决定了示波器的带宽；放大 器是信号进入示波器的大门，它的带宽决定了 示波器的带宽，示波器能请进什么样的信号由 这个大门来决定。