什么是模數(shù)組合示波器？

模數(shù)組合示波器把一臺(tái)高性能模擬示波器和數(shù)字示波器組合在一起，并且能很容易的從一種工作模式轉(zhuǎn)換到另一種工作模式。模數(shù)組合示波器是最先進(jìn)的模擬示波器和數(shù)字示波器的完美結(jié)合，它為更好地觀察各種數(shù)字和模擬信號(hào)，提供了超高性能的診斷工具。只要輕按一下按鈕，這臺(tái)儀器就可以在模擬和數(shù)字兩種示波器之間自由轉(zhuǎn)換。模擬示波器的無(wú)限分辨率和瞬間更新速率，數(shù)字示波器強(qiáng)大的分析和測(cè)試功能現(xiàn)在在一臺(tái)儀器中就都可獲得。有些模數(shù)組合示波器有一些高級(jí)的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，加上比較長(zhǎng)的存儲(chǔ)深度，可以進(jìn)行FFT、積分、微分、通過(guò)/不通過(guò)等測(cè)試。

當(dāng)模數(shù)組合示波器設(shè)置成數(shù)字示波器時(shí)，用戶可以用它來(lái)進(jìn)行自動(dòng)參數(shù)，測(cè)量，存儲(chǔ)采集的波形、數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、硬拷貝等；而同時(shí)，當(dāng)需要的時(shí)候還能具有模擬示波器的無(wú)限分辨率以及熟悉的、可信的波形顯示，并且使用模數(shù)組合示波器時(shí)，不管信號(hào)重復(fù)速率的高低，都可獲得最亮的顯示，換句話說(shuō)，模數(shù)組合示波器使用模擬示波器和數(shù)字示波器兩者不同性能的精華功能兼?zhèn)溆谝簧怼?

為什么需要使用模數(shù)組合示波器？

在選擇示波器時(shí)，您往往會(huì)提出許多問(wèn)題。比如，應(yīng)當(dāng)選擇哪種示波器？需要多寬的帶寬？模擬示波器能夠滿足工作需要嗎？還是需要一臺(tái)數(shù)字示波器？另外還有一些問(wèn)題是：“數(shù)字示波器能夠滿足我的工作需要嗎？”換句話說(shuō)，數(shù)字示波器能完成我原來(lái)用模擬示波器所作的所有測(cè)量工作嗎？

對(duì)所有這些問(wèn)題并沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)潔的答案。問(wèn)題的答案完全取決于要進(jìn)行的測(cè)量工作和待測(cè)量的信號(hào)。在有些情況下模擬示波器比現(xiàn)有的數(shù)字示波器都要好，以下是模擬示波器和數(shù)字示波器使用過(guò)程中的一些問(wèn)題。

1、簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)

使用模擬示波器和數(shù)字示波器通常都能很好地觀察簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)。但是兩者都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。對(duì)于模擬示波器來(lái)說(shuō)，由于CRT陰極顯像管的余輝時(shí)間很短，因而難于顯示頻率很低的信號(hào)。由于示波管上的掃跡亮度和掃描速度成反比，所以具有快速上升、下降時(shí)間的，低重復(fù)速率信號(hào)就很難看到。而數(shù)字示波器的掃跡亮度和掃描速度與信號(hào)重復(fù)速率無(wú)關(guān)，隨著被測(cè)信號(hào)情況的不同，這個(gè)特點(diǎn)可能是優(yōu)點(diǎn)也可能是缺點(diǎn)。

對(duì)于顯示具有足夠高重復(fù)速率的重復(fù)性信號(hào)的快速沿來(lái)說(shuō)，數(shù)字示波器和模擬示波器的性能幾乎沒(méi)有什么區(qū)別。用兩種示波器都能很好的觀察信號(hào)波形。當(dāng)要進(jìn)行信號(hào)參數(shù)的測(cè)量時(shí)，數(shù)字示波器的優(yōu)點(diǎn)在于具有自動(dòng)測(cè)量的能力。而使用模擬示波器時(shí)，用戶必須自己設(shè)置光標(biāo)、分析理解顯示的波形才能得到測(cè)量的結(jié)果。

如果要進(jìn)行調(diào)試工作，那么一般最好使用模擬示波器。這是因?yàn)槟M示波器的實(shí)時(shí)顯示能力使它在每時(shí)刻都能顯示出輸入的電壓。其波形捕獲率（每秒鐘在屏幕上描畫(huà)掃跡的次數(shù)）很高，在高掃描速度時(shí)可以遠(yuǎn)超過(guò)100000次掃描/秒。所以信號(hào)的任何變化都會(huì)立即顯示出來(lái)。而且有些信變化會(huì)在顯示屏幕上以波形亮度變化的形式表現(xiàn)出來(lái)。

與模擬示波器相反，數(shù)字示波器所顯示的是用采集的波形數(shù)據(jù)重建的波形。每秒鐘采集波形的次數(shù)遠(yuǎn)低于100000次。結(jié)果在信號(hào)發(fā)生變化和變化了的信號(hào)在屏幕上顯示出來(lái)之間就有一定的時(shí)間延遲。當(dāng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試工作時(shí)，這是使用數(shù)字示波器的重大缺點(diǎn)。

2、 比較復(fù)雜的重復(fù)性信號(hào)

上述的簡(jiǎn)單重復(fù)性信號(hào)可以在很多電子學(xué)領(lǐng)域中見(jiàn)到，但是這些信號(hào)常常用來(lái)作為信息的載體。為此目的可以有多種形式，例如正弦波、脈沖波、鋸齒波等，而且多種調(diào)制信號(hào)和多種調(diào)制方式常常可能同時(shí)使用。

一個(gè)常見(jiàn)的復(fù)雜模擬信號(hào)的實(shí)例就是全電視信號(hào)。此信號(hào)由多種不同頻率、不同幅度的分量構(gòu)成，既包括脈沖波、正弦波，加上為表示彩色信息而進(jìn)行相移的正弦波。對(duì)于這樣的情況，模擬示波器和數(shù)字示波器都有各自的優(yōu)點(diǎn)，都能對(duì)信號(hào)的不同部分進(jìn)行觀察。例如，模擬示波器具有無(wú)限的顯示分辨率和很高波形捕獲率（每秒鐘掃描次數(shù)），這就很好的顯示出彩色信號(hào)的調(diào)制的情況。  

使用數(shù)字示波器時(shí)，由于其采樣點(diǎn)數(shù)有限以及沒(méi)有亮度等級(jí)的變化，使得很多波形細(xì)節(jié)信息無(wú)法顯示出來(lái)，雖然有些數(shù)字示波器可能具有兩個(gè)或多個(gè)亮度層次，但這只是相對(duì)意義上的區(qū)別，再加上數(shù)字示波器有限的顯示分辨率，它仍然達(dá)不到模擬示波器的顯示效果。

圖2-1 在模擬示波器上看到的視頻信號(hào)

圖2-1給出了使用模擬示波器顯示全電視信號(hào)的情況，請(qǐng)注意其中豐富的波形細(xì)節(jié)和亮度變化的情況。圖2-2給出了使用數(shù)字存儲(chǔ)示波器顯示全電視信號(hào)的情況。圖2-3給出了使用數(shù)字熒光示波器顯示全電視信號(hào)的情況。雖然存儲(chǔ)深度加大，采樣率提高，波形捕獲率提高，還是沒(méi)能像模擬示波器一樣提供亮度等級(jí)等信息，但比起數(shù)字存儲(chǔ)示波器已經(jīng)進(jìn)步很多。

圖2-2 在數(shù)字示波器上看到的視頻信號(hào)

圖2-3 數(shù)字熒光示波器顯示的全電視信號(hào)

這種罕見(jiàn)的事件甚至可能是干擾的結(jié)果，通過(guò)用干擾本身來(lái)觸發(fā)，數(shù)字示波器具有顯示預(yù)觸發(fā)信息的能力，包括顯示干擾的原因。也可能是電路上電的瞬間，但這類(lèi)信號(hào)恰恰是人們最關(guān)注的，這時(shí)數(shù)字示波器就起到很大的作用。

圖2-4顯示的是某一開(kāi)關(guān)上電的過(guò)程，這一過(guò)程只有具有高采樣率，存儲(chǔ)深度很長(zhǎng)的示波器才可以捕獲下來(lái)。

圖2-4某一開(kāi)關(guān)上電的全過(guò)程

綜上，我們需要想利用模擬示波器和數(shù)字示波器的各自的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)自己的需求判斷使用哪一類(lèi)型的示波器，這個(gè)時(shí)候我們就需要用到模數(shù)組合示波器，模數(shù)組合示波器可以在一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn)模擬、數(shù)字兩種示波器的功能，只要用一個(gè)按鍵來(lái)切換，使用方便。雖然如今的數(shù)字處理技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)，但是還是不能放棄模擬儀器，由于他有一些我們數(shù)字技術(shù)達(dá)不到的地方，要讓模擬示波器實(shí)現(xiàn)數(shù)字示波器的某些功能，就要加入其他配件，價(jià)錢(qián)會(huì)翻幾倍，而要讓數(shù)字示波器達(dá)到模擬示波器的效果，他對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的速度、技術(shù)要求太高，短期內(nèi)不可能普及。所以我們推出了一種折衷的解決方按，方便用戶的使用。

模數(shù)組合示波器與數(shù)字熒光示波器

對(duì)于數(shù)字熒光示波器，是盡量的將數(shù)字示波器具有模擬示波器的余暉顯示技術(shù)，使看到的波形有三維信息，即時(shí)間、幅度、幅度隨時(shí)間的變化，為了達(dá)到這一效果，就需要提高數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)處理速度，即提高數(shù)字示波器的波形捕獲率，所以數(shù)字熒光示波器又稱(chēng)為數(shù)模示波器。而模數(shù)組合示波器是將模擬示波器和數(shù)字示波器組合在一起，仍然采用模擬示波器的CRT顯像管，單獨(dú)實(shí)現(xiàn)模擬示波器和數(shù)字示波器的功能，請(qǐng)注意區(qū)別。

模數(shù)組合示波器與混合示波器

如上所述模數(shù)組合示波器是將模擬示波器與數(shù)字示波器簡(jiǎn)單地組合在一起，通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)切換，如德國(guó)惠美公司生產(chǎn)的HM1508、HM1008等，這臺(tái)儀器還配有元件測(cè)試功能，兼有模擬示波器與數(shù)字示波器的功能。而混合示波器是數(shù)字示波器與邏輯分析儀的混合，但是可以像操作示波器一樣操作邏輯分析儀，即在二個(gè)或四個(gè)模擬通道的示波器上，附加16個(gè)邏輯通道，是模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的混合，這種儀器主要是方便嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)和測(cè)試，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)觀察同一信號(hào)的模擬特性和數(shù)字特性，要與模數(shù)組合示波器區(qū)別開(kāi)來(lái)。