示波器的起源

诺贝尔奖获得者，德国物理学家 K.F.布劳恩（图 1）在 1897 年出于对物理现象的好奇而发明了 CRT 示波器。他向荧光 CRT 上的水平偏转片施加一个振荡信号，然后向纵向偏转片发送一个测试信号。这两个偏转片会在小荧光屏上产生瞬态的电波图像。该发明逐步演变（图 2）成一台测量仪器，并且其性能在后续的 50 多年里不断改善。工程师霍华德.卫林在 1947 年所作的改进让示波器成为一台非常实用的仪器，首次能够通过触发器来控制扫描功能。

图 1：诺贝尔奖获得者,物理学家 K.F 布劳恩

图 2：早期的示波器

早期的示波器由于缺少触发器，所以只能在输入电压超过可调阈值时才能对输入电压的波形开始进行水平追踪。触发功能可以在 CRT 上保持稳定的重复波形，即多次重复画出相同轨迹的波形。如果没有触发功能，示波器会将多个扫描波形显示在不同的位置上，导致屏幕上出现不连贯的杂乱图形或者移动的图像。示波器的性能和功能得以持续改进的直接因素是高性能的模拟和数字半导体装置，以及软件的飞速发展。

得益于较快的模-数转换速度以及用于记录并显示波形的存储器，数字示波器在 20 世纪 80 年代开始崛起并迅速获得普遍应用。

图 3：模拟示波器发展为数字示波器的市场驱动力

即便是最早的数字示波器，也提供了模拟示波器所不具备的触发、分析和显示方面的灵活性。半导体和软件的发展进一步将仪器从模拟为主的构造转变为数字化为主的构造。数字化领域的信号处理为商业和工业产品创造了有利条件，示波器却从中获益尤多。概括地讲，数字示波器不仅能以前所未有的方式来处理信号，还可以更广泛的对信号进行分析，同时也能满足更加复杂和更高速率的数据流的特殊测量要求，而这些也仅仅是数字示波器的众多优势的一部分。数字示波器可以让用户根据信号某些特定参数捕捉特定事件，还可以看到事件发生前的情况。得益于局域网和因特网，用户能够在另一个房间、另一个城镇甚至另一个国家对示波器进行远程操作并显示结果，使其成为自动检测系统的组成部分。数字示波器架构的其中一个关键部分是罗德与施瓦茨公司于 2009 年引入了的数字触发系统，它消除了模拟触发系统的固有限制（比如触发抖动）。