示波管是电子示波器的心脏。示波管的主要参数有:电子枪,偏转板,后加速级,荧光屏,刻度格子。某些型号的示波管无刻度格
电子枪产生了一个聚集很细的电子束,并把它加速到很高的速度。
这个电子束以足够的能量撞击荧光屏上的一个小点,并使该点发光。电子束一离开电子枪,就在两副静电偏转板间通过。偏转板上的电压使电子束偏转,一副偏转板的电压使电子束上下运动;另一副偏转板的电压使电子左右运动。而这些运动都是彼此无关的。
因此,在水平输入端和垂直输入端加上适当的电压,就可以把电子束定位到荧光屏的任何地方。
1.采样率

示波器在测量信号时,需要这样,一个一个点的对波形进行采样,显然,这样的采样点越多,所测到的波形,就越接近最真实的波形。如果采样的点数过少,波形就会失真。

如一台示波器标注的采样率是:1GSa/s。sa就是sample ,样本,样品意思。1G = 1000MB = 1000 000KB = 1000 000 000字节。即,每秒可进行10亿次采样。一次采集一个字节。
注意,这只是示波器标注的最高采样率。它在实际使用时的采样率还受限于另外一个参数:存储深度。
2.存储深度
示波器在工作时,是在截取一段一段的波形,然后放在显示屏上给我们看的。需要将采集到的波形,存储到内存区,方便计算和处理。这块内存区的容量就是存储深度。这块内存区的容量是有限的而且是一个固定值。
例如,一台示波器的存储深度是2.5k。即,意味着,这台示波器的内存区域可以存放2500个采样点的数据。用存储深度除以采样率2.5k/1GSa/s = 2.5us,这就说明,这台示波器,只有2.5us的采样时间。

显然,2.5us长度的波形,在很多情况下,并不能满足我们的测量要求。所以为了能够采集到更长时间的波形,示波器会主动降低自己的采样率。


看示波器的屏幕的每一格占多少时间,然后计算屏幕上所有,格子的总时间,就可以知道,示波器此时的采样时间。若增大示波器的存储深度,那么示波器需要处理的数据也就会增加,此时若是示波器处理数据的速度慢,那么示波器就会变得非常卡。
3.带宽
(1)何为带宽
示波器的带宽,很大程度决定了示波器的价格。示波器和示波器的探头,可以简单的看成是一个RC低通滤波器。低频正弦信号,可以很轻松的进入到示波器内部的采样芯片。

高频正弦信号则会受到衰减。

由RC低通滤波器频率和幅值的关系可知


当频率高到某一特定的值时,幅值将衰减为原来的0.707倍。这个特定的频率就是示波器的带宽。
例如,一个示波器的带宽为100Mhz。如果输入一个f = 100Mhz,幅值为1v的正弦信号,那么示波器显示出来的波形,就只有0.707v了。

(2)五倍法则
即,示波器的带宽应该是被测正弦报信号的频率的5倍,最合适。

此时,信号的衰减,小到可以忽略。那么100M带宽的示波器,测量20M以下的正弦波时,衰减可以忽略。
(3)傅里叶变换
由傅里叶变换可知,任何信号波形,都是由正弦波信号有限次或者无限次组合得来的。(万波皆可正弦波)