2024年3月21日发(作者：孙永逸)
用示波器显示波形的原理
示波器是一种用来观测、测量和分析电信号的仪器。它能够将电信号转换为可视
化的波形，并通过这些波形来识别信号的特征，如振幅、频率、相位等。示波器
可以用于各种领域，包括电子工程、通信、医学、物理等。
示波器的原理主要涉及到信号的采集、放大、显示和触发等过程。下面将详细介
绍每个过程的原理。
1. 信号采集：示波器通过探头将被测信号引导到内部的采集电路中。采集电路
根据示波器的设置，将信号转换为数字信号并进行采样。采样是指将连续的模拟
信号转换为离散的数字信号。该过程使用模数转换器（ADC）实现。ADC将模
拟信号按照一定的时间间隔进行采样，并将每个采样值转换为相应的数字值，从
而形成数字序列。
2. 信号放大：采样后的信号通常是微弱的，需要经过放大处理，以便于显示器
能够正确显示。示波器内部的放大电路负责对信号进行放大。放大电路通常采用
运放（操作放大器）来实现。运放具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点，
可以将微弱的输入信号放大到合适的幅度，以供后续处理和显示。
3. 信号显示：放大后的信号被传送到示波器的显示器上进行显示。现代示波器
通常采用液晶显示屏或者阴极射线显示（CRT）屏幕。液晶显示器通过光学技术
将电信号转换为光信号并在显示屏上显示。CRT显示屏则利用阴极射线在荧光
屏上划过，使其发出光亮，从而形成图像。显示器的性能决定了示波器能够显示
的最高频率、分辨率和灵敏度。
4. 信号触发：示波器的触发功能是指使用者可以设置一个特定的触发条件，当
被测信号满足这个条件时，示波器才会捕捉并显示信号。触发功能非常重要，可
以帮助用户捕捉需要分析的特定信号，并确保波形稳定显示。触发电路通过比较
输入信号与用户设置的触发条件，当信号满足触发条件时，触发器会触发示波器
进行数据采集。常用的触发条件包括上升沿、下降沿、脉冲宽度、幅值等。
除了以上的基本原理，现代示波器还具有一些高级功能，如存储、自动测量、自
动触发等。
1. 存储功能：示波器的存储功能允许用户将波形数据存储在内部或外部存储介
质中，以便于以后进行回放和分析。存储功能可以帮助用户观察快速变化的信号、
比较多组数据，以及对长时间的信号进行分析。
2. 自动测量：示波器内置了多种自动测量函数，可以方便地对波形进行各种参
数的测量，如峰值、平均值、频率、相位差等。示波器通过读取信号样本的数值
并进行处理，计算出各种测量结果，并在显示屏上显示出来。
3. 自动触发：自动触发功能使示波器能够在没有特定触发条件的情况下自动捕
捉并显示波形。自动触发可以很好地适应不稳定或随机变化的信号，并确保波形
能够稳定地显示在屏幕上。
综上所述，示波器通过信号采集、放大、显示和触发等过程，将被测信号转换为
可视化的波形。它是电子工程师和科学研究人员的重要工具，可以帮助他们分析
和诊断电路中的问题，并优化电信号的性能。示波器的原理和功能不断发展和完
善，使其具有更高的分辨率、带宽和速度，以适应不断变化的技术和应用需求。
2024年3月21日发(作者：孙永逸)
用示波器显示波形的原理
示波器是一种用来观测、测量和分析电信号的仪器。它能够将电信号转换为可视
化的波形，并通过这些波形来识别信号的特征，如振幅、频率、相位等。示波器
可以用于各种领域，包括电子工程、通信、医学、物理等。
示波器的原理主要涉及到信号的采集、放大、显示和触发等过程。下面将详细介
绍每个过程的原理。
1. 信号采集：示波器通过探头将被测信号引导到内部的采集电路中。采集电路
根据示波器的设置，将信号转换为数字信号并进行采样。采样是指将连续的模拟
信号转换为离散的数字信号。该过程使用模数转换器（ADC）实现。ADC将模
拟信号按照一定的时间间隔进行采样，并将每个采样值转换为相应的数字值，从
而形成数字序列。
2. 信号放大：采样后的信号通常是微弱的，需要经过放大处理，以便于显示器
能够正确显示。示波器内部的放大电路负责对信号进行放大。放大电路通常采用
运放（操作放大器）来实现。运放具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点，
可以将微弱的输入信号放大到合适的幅度，以供后续处理和显示。
3. 信号显示：放大后的信号被传送到示波器的显示器上进行显示。现代示波器
通常采用液晶显示屏或者阴极射线显示（CRT）屏幕。液晶显示器通过光学技术
将电信号转换为光信号并在显示屏上显示。CRT显示屏则利用阴极射线在荧光
屏上划过，使其发出光亮，从而形成图像。显示器的性能决定了示波器能够显示
的最高频率、分辨率和灵敏度。
4. 信号触发：示波器的触发功能是指使用者可以设置一个特定的触发条件，当
被测信号满足这个条件时，示波器才会捕捉并显示信号。触发功能非常重要，可
以帮助用户捕捉需要分析的特定信号，并确保波形稳定显示。触发电路通过比较
输入信号与用户设置的触发条件，当信号满足触发条件时，触发器会触发示波器
进行数据采集。常用的触发条件包括上升沿、下降沿、脉冲宽度、幅值等。
除了以上的基本原理，现代示波器还具有一些高级功能，如存储、自动测量、自
动触发等。
1. 存储功能：示波器的存储功能允许用户将波形数据存储在内部或外部存储介
质中，以便于以后进行回放和分析。存储功能可以帮助用户观察快速变化的信号、
比较多组数据，以及对长时间的信号进行分析。
2. 自动测量：示波器内置了多种自动测量函数，可以方便地对波形进行各种参
数的测量，如峰值、平均值、频率、相位差等。示波器通过读取信号样本的数值
并进行处理，计算出各种测量结果，并在显示屏上显示出来。
3. 自动触发：自动触发功能使示波器能够在没有特定触发条件的情况下自动捕
捉并显示波形。自动触发可以很好地适应不稳定或随机变化的信号，并确保波形
能够稳定地显示在屏幕上。
综上所述，示波器通过信号采集、放大、显示和触发等过程，将被测信号转换为
可视化的波形。它是电子工程师和科学研究人员的重要工具，可以帮助他们分析
和诊断电路中的问题，并优化电信号的性能。示波器的原理和功能不断发展和完
善，使其具有更高的分辨率、带宽和速度，以适应不断变化的技术和应用需求。