示波器知识
1、示波器功能：
示波器是用来显示波形的仪器，显示的是信号电压随时间的变化。
因此，示波器可以用来测量信号的频率，周期，信号的上升沿/下降沿，信号的过冲，信号的噪声，信号间的时序关系等等。
2、示波器分类：
示波器一般分为模拟示波器和数字示波器；在很多情况下，模拟示波器和数字示波器都可以用来测试，不过我们一般使用模拟示波器测试那些要求实时显示并且变化很快的信号，或者很复杂的信号。而使用数字示波器来显示周期性相对来说比较强的信号，另外由于是数字信号，数字示波器内置的CPU或者专门的数字信号处理器可以处理分析信号，并可以保存波形等，对分析处理有很大的方便。
2.1模拟示波器
使用一个模拟示波器，我们主要需要调整三个基本方面，也就是上面说的三个部分：
信号的衰减或者放大情况：使用volts/div旋钮，可以调整信号在屏幕的范围里面，垂直大小合适。
时基：使用sec/div旋钮，调整每格代表的时间间隔，可以使信号在水平方向放大或者缩小。
触发系统：可以调整触发电平，能够使波形稳定显示，或者寻找到我们需要的波形。
当然，调整亮点的大小和亮底，可以使波形显示达到最佳的显示效果。
数字示波器
一个数字示波器对波形进行采样，并用AD转换器将模拟图像转换为数字波形，最后将波形重现到屏幕上面。
当我们将探头接到线路上面时，垂直系统控制调整信号的衰减和放大，这个和模拟示波器一样。接着，在采样系统中对信号进行模－数转换（ADC），连续的模拟信号变成了离散的点。水平系统的时基决定了采样率的水平。比如我们的TDS5054的最大采样速率为5GSa/s，说明它最快的情况下能够在每秒钟采样5G个点。经过采样量化的点被存到存储器里面，并拼成波形图。
在数字示波器中，存储波形点的长度，通常称为存储长度。由于处理要求非常快，这些存储器不是通用的SDRAM，而是专用的高速存储器，价格比较贵，因此比较便宜的示波器都使用标准配置。触发系统决定了保存点的开始和结束点的位置。存储器里面的波形最后传送到显示系统中进行显示。
为了增强示波器的综合能力，数据处理是必须的。另外预触发能够让我们能够看到触发前的波形情况。
和模拟示波器一样，使用数字示波器来测试，也需要调整垂直幅度、水平时间间隔和触发设置。
3、采样方式
较慢的信号，示波器能够采到足够的采样点来显示波形，而对于比较快的信号（这里的快慢是针对示波器的采样频率来讲的），示波器不能够采到足够的采样点来显示波形。因此，示波器采样一般采用两种方法来对信号采样，一是实时采样，二是等效采样。
3.1．实时采样：
一次按照顺序来采集采样点，然后采用计算方法内插一些数据，内插技术是评估用一些点来组成波形是否和原来的图像的靠近程度，一般的内插技术（waveform interpolation）有线性和sin(x)/x两种。
实时采样示意图如上面所示，它在一次采样中采尽量多的点，而且都是顺序采样的。由于采样得到的点是离散的点，而我们显示一般情况下都是显示波形曲线（当然也可以用点显示模式，但是很少用），这就涉及到一个内插的问题，将点还原为曲线，一般有两种方法：直线连接和曲线模拟，曲线模拟主要使用正弦曲线做拟
3.2等效采样：
每个周期采样一些点，经过多个周期后将这些点拼起来，就是一个完整的图，不过这要求波形是周期性的，否则误差会比较大。等效采样有两种方式：一种是随机采样，另外一种是顺序采样。
4. 示波器的操作与控制
示波器的主要是三个部分，垂直控制、水平控制和触发控制，除此外，很多数字示波器都提供了“软键”（soft key）控制，通过在示波器的屏幕周围排放一些键，对于屏幕里面的菜单，这些键在不同的菜单中对应不同的项目，因此定义不固定，故称之为“软键”。因为有了“软键”，很多功能都可以做了进去，比如波形参数的测试、高级触发方式等。
5、示波器的触发
一般示波器的主要触发有：
除了最常用的边沿触发模式外，还应该掌握脉冲触发中的毛刺触发、矮电平触发、脉冲宽度触发，以及单次触发等
毛刺Glith触发：
2、矮电平Runt触发
脉冲宽度Width触发
单次触发
单次触发并非一个独立的触发方式，它和其他方式一起使用，只是其他方式可以进行多次的触发，而单次触发只会触发一次就停止了，并将信号显示出来，比如对于上电的电压上升的情况、捕获很少出现的脉冲毛刺等比较有用。
6. 示波器的存储深度
虽然存储深度是示波器的四大指标之一（分别为带宽、采样速率、通道数和存储深度）
比如TDS794D的存储深度，标准配置为每通道50k点。存储深度和采样速率的关系是：
存储深度＝最快采样速率×最大采样速率时限×500
7. 示波器的探头
要测试，示波器就少不了探头，探头四个主要的指标为带宽、输入电阻、输入电容和衰减倍数。
8. 示波器在使用时要避免的错误：
在理想情况下，所有探头都应该是一条不会对被测设备产生任何干扰的导线，当连接到您的电路时，具有无穷大的输入电阻，而电容和电感为零。这样将会精确复制被测信号。但现实情况是，探头会给电路带来负载效应。探头上的电阻、电容和电感元件可能改变被测电路的响应。
每个电路都不尽相同，它们有自己的电气特性。因此，每次探测设备时，都需要考虑探头的特性并选择对测量影响最小的探头。考虑的范围包括从示波器输入端通过电缆到被测设备上特定连接点的完整连接，也包括用于连接到测试点的任何附件或附加导线和焊接。
了解在测试中可能遇到的错误，以及如何通过更好的操作改进测量。探头的电气特性会影响测量结果和电路的工作。采取措施确保这些影响在可接受的范围内，是成功测量的关键步骤。在使用示波器时，常见的错误有以下七种：
错误 1没有校准探头
探头在出厂的之后都进行过校准，但它们没有针对示波器前端进行校准。如果它们未在示波器输入端上进行校准，那么就无法得到正确的测量结果。
有源探头
如果有源探头没有针对示波器进行校准，在测试时将看到垂直电压测量结果和上升沿时序（以及可能的一些失真）出现差异。大多数示波器具有参考或辅助输出功能，还配有操作指南来引导工程师完成探头校准。
无源探头
可以调节探头的可变电容，使补偿与正在使用的示波器输入完美匹配。大多数示波器都有可以用于校准或参考的方波输出。探测这个连接，检查波形是否为方形。根据需要调整可变电容，以消除所有下冲或过冲。
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