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在19世紀的歐洲，第一臺火車曾被馬車遠遠甩在身后。當時鐘指向了21世紀，高鐵時速已經突破400公里，當年的那些馬兒現在只能賽馬場和動物園見一見了。生活在摩爾定律面前讓以年為周期不斷被引爆，任何鼎盛在時代大潮面前終究只是一座小島。昨天還是欲求千金買馬骨，今天就已門前冷落車馬稀。模擬示波器就像是當年的馬車，也正在漸漸地淡出工程師的視野，在能夠預見的某天，他終將會徹徹底底的離開我們，成為測量儀器史書上即將翻過去的一頁。 1、曾經的一代梟雄 最早的模擬示波器出現于20世紀初期，大概只有幾MHz的帶寬。也就是我們早些年見到的那種CRT顯示屏的示波器。原理比較簡單，在高中物理中已經有講過：模擬示波器內部會產生周期性的鋸齒波信號來控制銀光平電子槍的水平偏轉，被測的電壓經過放大后控制熒光屏電子槍的垂直偏轉。這樣一來，光斑或者亮線就清楚的顯示在熒光屏上了，就是波形嘛。 2、一度被推上神壇 在數字示波器剛剛推出的時候，很多工程師對其是不信任的，他們覺得模擬示波器才是實時示波器，而數字示波器不是實時的。事實確實如此，因為數字示波器要先把一段數據采集到高速緩存里面，然后再停止采集，再由后面的處理器把緩存里的數據取出來再進行內插、分析、測量、顯示。特別是在21世紀之前，這個數據處理的時間要遠遠長于示波器采集波形的時間，也就是說絕大多數的波形都被漏掉了(英文文獻稱“dead time”，也即死區時間)。而模擬示波器在帶寬足夠的情況下，可以實時顯示電壓的變化情況，這在示波器發展過程中起著至關重要的作用。 3、硬傷注定將被時代拋棄 模擬示波器的優點毋庸贅述，實時性好、原理簡單、價格便宜。但是本身的儀器原理也包含了終將會被時代拋棄的硬傷。大抵有以下幾條： 一、 帶寬有限：這絕對是致命硬傷。前面已經提到，模擬示波器的輸入信號是放大后直接控制CRT顯示屏的電子槍偏轉。雖然放大器的帶寬可以越來預高，但是CRT電子槍的偏轉速度是有限的，對于高頻信號，電子槍的速度跟不上信號變化。因此，當前模擬示波器帶寬真的很難做上去。 二、 無法存儲和分析：很多老工程師非常清楚，用模擬示波器保存波形是要拿相機拍照的，如果要測幅度、周期、上升時間，只能手動去搞。要是想測相位差、功率這些，對于數字示波器這種只是勾選一下就能完成的事情，對于模擬示波器簡直是體力活。 三、 觸發能力太弱：基本只能邊沿觸發吧。想脈寬觸發?斜率觸發?根本不可能!更不要開個圖形來做模板觸發這種腦洞大開的觸發方式了。 四、 性能不穩定：畢竟是大量的模擬器件，時間長了之后指標就不穩了，溫漂也要比數字示波器嚴重的多。 4、示波器發展的新寵兒 在20世紀80年代開始，數字示波器逐漸嶄露頭角。特別是隨著高速ADC芯片和數字處理技術的發展，數字示波器在帶寬、觸發、分析、顯示方面全面超越了模擬示波器。現在市面上在售的示波器基本全都是數字示波器了。 這里要強調的一點仍然是死區時間，這依賴的是數字示波器后面的處理和顯示速度。雖然在現有的技術水平下仍然無法做到實時處理，但是處理的速度越快，丟失的波形就越少，有關這方面性能是指標叫做——波形刷新率。因此大家選用示波器的時候也記得關注一下這個參數，畢竟對于200MHz帶寬示波器來說，幾乎所有的品牌都會配1G的采樣率，但是波形刷新率就差好多了，國際品牌只做到的50K，甚至只有5k，而ZDS2024 Plus做到330k，波形觀測的死區時間就少了特別多，那示波器抓到異常波形的概率就更大了，這一點的差別還是很大的。 |
