每一台数字示波器都具有四个根柢功用模块 – 笔直体系、水平体系、触发体系以及闪现体系。为了了身手字示波器的全体功用，了解各个模块的功用至关首要。

数字示波器前面板的大有些区域均用于操控笔直、水陡峭触发功用，由于大有些必需的调度作业都是由这些功用来完毕。笔直功用有些经过控件改动“volts per division”（每格电压值）数值来操控信号的衰减或拓宽，使信号能够以恰当凹凸进行闪现。水平控件与仪器的时基有关，其“每格秒数”控件用于断定闪现屏上水平每格所代表的时刻量。触发体系会施行信号安稳化处理以及示波器初始化等根柢功用以进行信号搜集，用户能够挑选并批改详细触发类型。而终究的闪现体系则包含闪现器自身和闪现驱动器，以及用于施行闪现功用的软件。

该体系（图 1）让用户能够笔直定位和缩放波形，挑选输入耦合方法，以及批改信号特征使其以特定方法闪如今屏幕上。用户能够将波形笔直放置在闪现屏上的精确方位，并添加或许减小其巨细规范。全部示波器的闪现屏幕上均设有栅格，用于将屏幕上的可视区域区别为 8 个或许 十 个笔直格，每格代表总电压的一有些。也即是说，关于闪现栅格有 十格的示波器来说，假定全体可闪现的电压为 50 V，那么每格代表 5 V。

图 1：笔直体系

8格、十格或许其它一些栅格在挑选上是随意的，为简略起见通常会选用 十格：十格比 8格愈加简略区别。探头也会对闪现份额构成影响，有些探头不会对信号构成衰减（1X 探头），有些探头会有 十 倍衰减功用 (十X 探头)，有些乃至能够抵达 十00 倍衰减。探头的疑问会不才文再进行议论。

前面说到的输入耦合根柢上断定了从信号被探头捕捉，到经过线缆传入仪器的全部进程的信号传输。直流耦合供应 1 M欧姆或许 50 欧姆的输入耦合阻抗。

挑选 50 欧姆的输入耦合能够将输入信号直接发送至示波器的纵向增益拓宽器，由此能够完毕最宽带宽。挑选沟通或许直流耦合方法（对应的 1M 欧姆端子数值）会在纵向增益拓宽器前方放置一个拓宽器，通常在全部状况下均将带宽捆绑为 500 MHz。如此高阻抗的利益在于供应了内涵的高电压维护。在前面板上挑选“接地”往后，纵向体系会断开联接，0-V 的点会闪如今屏幕上。

其它与笔直体系有关的电路还包含一个带宽捆绑器，用于在对闪现波形进行降噪时衰减高频信号成分。很多示波器还运用一个 DSP 恣意均衡滤波器（抗混叠滤波器）来拓宽仪器带宽，经过调整示波器通道的相位和幅值照料使仪器带宽超出前端的初始照料。可是，这些电路央求采样率满意奈奎斯特定理 —— 采样率有必要大于信号最大基频的两倍。为了完毕这一点，仪器通常会被断定在其最大采样率，在未禁用滤波器的状况下无法降低采样率以查询更长的继续时刻。

有关于笔直体系，水平体系与信号搜集更有关，侧重采样率、存储深度以及其它与数据搜集和改换直接有关的功用方针。

采样点之间的时刻距离称为采样距离，样点值代表保留在存储器顶用于发作波形的数值。波形点之间的时刻距离称为波形距离，由于一个波形点或许树立在多个采样点的根底上，因而两者是有关的，有时也或许具有一样的数值。

通常示波器的搜集方法菜单十分有限，由于一个通道只能发作一个波形，用户只能挑选一种采样类型或许一种波形算法类型。可是，某些示波器能够在一个通道上并行闪现三个波形，而且各个波形都能够对采样类型和波形算法类型进行组合。典型的方法包含：

采样方法：关于每个波形距离，均由一个采样点来发作一个波形点。

高分辩率方法：关于每个波形距离，会闪现波形距离的均匀采样点。

峰值检查方法：关于每个波形距离，会闪现波形内的最小采样点和最大采样点。

RMS：闪现波形距离内的采样点 RMS 值。这与瞬时功率成份额。

典型的波形算法方法包含：

包络方法：依据由起码两个触发作业所捕捉的波形，示波器会生成一个鸿沟（包络线）来标明波形的最大值和最小值。

均匀方法：依据屡次采样取得各个波形距离样本的均匀值。

触发器是每个数字示波器的根柢单元之一，用于捕捉信号作业进行详细剖析以及供应安稳的重复波形视图。触发体系的精度及其活络性挑选了怎样闪现以及剖析丈量信号。如前所述，数字触发体系在丈量精度、搜集密度以及功用性方面为示波器用户带来显着的优势。

模仿触发

示波器的触发器（图 2）保证为重复信号的继续监督供应安稳的波形闪现。作为对特定作业的照料，触发器在隔绝和闪现比方“矮波”逻辑电对等详细信号特征以及通道之间由串扰、缓慢边际或许无效守时所构成的使的信号烦扰时十分有用。触发类型的数量以及触发器的活络性历年来一向在不断跋涉。

图 2：模仿触发体系

“数字”示波器是指对丈量信号进行采样并将其保留为离散数字值的仪器，而通常示波器的触发体系则一向用于处理初始丈量的模仿信号，因而称之为模仿触发体系。

输入拓宽器对被测信号进行调度，使其幅值与 ADC 和闪现器的作业计划相匹配，经过调度的信号从拓宽器输出往后会并行发送至模-数改换器 (ADC) 以及触发体系。

ADC 会经过一条途径对丈量信号进行采样，数字化的样本数值会被写入到搜集存储器傍边；而在另一条途径上，触发体系会将信号与有用的触发作业（比方信号跨过了“边际”触发的触发门限）进行比照。当发作有用的触发条件时，示波器会终究断定 ADC 的样本并处理和闪现所需的波形。丈量信号一旦跨过触发电平，便会致使一个有用的触发作业。可是，为了让信号能够在闪现器上精确闪现，有必要供应精确的触发点守时。不然，所闪现的波形将不会与触发点（触发电平与触发方位的交点）堆叠。

而这或许由多种要素所构成的使。首要，触发体系中的信号会经过比照器与触发门限进行比照，而比照器输出端的边际时刻有必要运用时刻数字改换器 (TDC) 进行精确丈量。

假定 TDC 的丈量作用禁绝确，那么所闪现的波形与触发点之间出现偏移，而且每个触发作业都会改动这一偏移量，致使触发颤动。

另一个要素是丈量信号的两条途径中存在过失源。信号会经过两条纷歧样的途径进行处理（ADC 的搜集途径以及触发体系途径），两者均富含纷歧样的线性以及非线性失真。这致使所闪现的信号与断定的触发点之间存在体系错配。在最坏的状况中，即便能够在闪现器上看到这些触发作业，触发器也将无法对有用的触发作业作出照料，或许触发器会对那些搜集途径无法捕捉和闪现的触发作业作出照料。

终究一个要素是两条途径中存在纷歧样的噪声源，这些噪声源包含具有纷歧样噪声等级的拓宽器。这将致使推延和幅值区别，体如今闪现屏上即是触发方位出现偏移（颤动）。而当以数字触发方法来作业的时分，触发器将不会出现这些过失。

数字触发

与模仿触发体系相反，数字触发体系（图 3）直接对 ADC 所搜集的样本进行操作，信号不会被别离为两条途径，而是对所需的同一路信号进行处理并闪现出来。所以，将可从根柢上防止模仿触发体系所存在的信号损害。为了评价触发点，数字触发器将选用精确的 DSP 算法来检查有用的触发器作业，并精确地丈量时刻戳。施行实时信号处理所面对的应战在于需求无缝监督丈量信号。比方，R&S RTO 系列示波器中的数字触发器选用了 8 位 ADC 以 十GS/s 的速率进行采样，并以 80 Gb/s 的速率来处理数据。

图 3：数字触发体系

由于数字触发体系选用与搜集途径一样的数字化数据，因而能够完毕 ADC 计划以内的信号作业触发。关于选定的触发作业，信号能够经过比照器与已界说的触发门限进行比照。在一个简略的比方中（边际触发），当信号在央求的方向上跳过触发门限，不管是信号的上升沿仍是降低沿，该作业都会被检查到。在数字体系中，信号由所搜集到的样正本标明，而采样率有必要起码是信号中最高频率的两倍。当满意这一条件，才干完毕信号的重构。

彻底依据 ADC 样正本进行触发断定是不行的，由于跨过触发门限值的进程或许会扔掉，因而需求运用内插算法跋涉时刻分辩率，使采样速率抵达 20 GS/s。经过刺进算法往后，比照器会将样本数值和已界说的触发门限值进行比照，假定检查到触发作业，那么比照器的输出电平便会发作改动。

如图4 所示，经过2倍刺进方法将采样分辩率跋涉两倍，然后削减信号的“盲”区。左图的波形采样中并未包含波形图中过冲有些，而且 依据ADC 样本的触发门限无法检查到过冲发作。右图经过插值的方法将波形采样率跋涉两倍，因而过冲可致使使触发。过冲的最高频率为 3.5 GHz，因而当 ADC以十GS/s采样率作业的时分数字触发体系能够检查到高频重量。

图 4：削减“盲”区

由于毛刺以及脉冲宽度等触发类型均依据守时条件，因而数字触发体系能够十分精确地触发这些作业，这是由于它能够实时断定了触发门限处的交点。触发作业的时刻分辩率能够抵达为 1 ps，而最小可检查的脉冲宽度为50ps。

数字触发体系的详细优势如表1 所示。

表一：数字触发的利益

触发扫描会在选定的点初步，能够闪现比方正弦波和方波等周期信号，还能够闪现非周期信号，比方信号脉冲或许无法以固定频率重复出现的脉冲等。最多见的触发类型是边际触发，当电压逾越某个设定数值往后便会“主张”触发。用户能够挑选上升沿触发或许降低沿触发。毛刺触发让仪器能够被脉冲所触发，该脉冲的宽度能够大于或许小于某详细的时刻。通常会选用这种方法来查验找出随机发作或许间歇性发作的差错，因而要找出这些差错也对错常艰难的。

脉冲宽度触发与毛刺触发十分类似，也是要找出特定的脉冲宽度，而且它容许沿着水平触发方位指定恣意详细宽度的脉冲，不管是正脉冲仍是负脉冲。其利益在于用户能够看到触发前后所发作的作业，因而假定找出一个差错，检查触发前的状况能够供应更多关于犯错要素的参看信息。假定将水平推延设为 0，那么触发作业会被放置在屏幕的基地，所以便能在屏幕左面看到触发之前的状况，而在屏幕右边能够看到触发往后的状况。

除了上述的类型以外，还有很多其它触发类型，这些触发类型关于于特定的状况，能够检查到感喜爱的作业。比方，用户能够触发由幅值、时刻（脉冲宽度、毛刺、斜率、树立和坚持，以及超时）以及逻辑状况或许码型所界说的脉冲。其它触发功用包含串行码型触发，A+B 触发以及并行或串行总线触发。

数字示波器能够触发单一作业以及推延触发作业，操控何时对这些作业作出照料，以及在特定的时刻、状况或许过渡往后重置触发以再次初步触发序列。因而，即即是最为杂乱的信号作业也能够被捕捉到。

数字示波用具有触发方位控件，能够在波形记载中设置触发水平方位。经过改动触发水平方位，用户能够捕捉到信号在触发作业前的状况。触发水平方位断定了触发点前后的可视信号长度。示波器的触发沿设置能够调整发作触发的信号点（即调整为上升沿触发或许降低沿触发）。

触发方法用于断定示波器是不是以及在啥状况下闪现波形。全部示波器均可启用两种触发方法：通常（Normal）方法以及主动(auto)方法。当设置为通常方法时，示波器仅在信号抵达指定方位时才会触发。而在主动方法中，即便没有触发，仪器也会进行扫描。

某些示波器能够挑选触发信号的耦合类型（AC 或许 DC），而某些仪器还能够设置高频按捺、低频按捺以及噪声按捺等耦合类型。为了防止差错发作触发作业，我们计划了愈加高档的设定来消除触发信号中的噪声以及其它频谱成分。要保证示波器在信号的精确方位触发有时正本并不简略，因而大大都示波器均供应了“触发按捺”这种方法来使其变得愈加简略。触发按捺是触发作业发作往后的一段可调时刻内，示波器无法进行触发。该功用在对杂乱波形图进行触发时对错常有用的，能够保证示波器仅在需求的点跋涉行触发。

望文生义，闪现体系用于操控出现信号。闪现屏的全部符号构成了称为十字线或许网格线的栅格。数字示波器及其所施行的使命都对错常杂乱的，因而有必要供应广泛且易于了解的用户界面。比方，R&SRTO 系列的触摸屏闪现器选用了五颜六色编码的操控按键、扁平化的菜单构造以及再三运用的功用按键。在 R&SRTM 系列中，按下一键丈量按钮即可调用闪现信号的“活络丈量”功用。别的，还具有半通明的对话框、可移动的丈量窗口、可配备的东西栏以及实时波形的预览图标。

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