摘要：示波器是一种用途极为广泛的测量与观测仪器。可以把人们肉眼无法看到的电信号转换为可见图像以便于人们的研究以及观察。示波器的应用范围是非常广泛的，在工业、化工、电力、电子、医学、军事等行业中都有一定的应用。
关键词：数字示波器；应用；研究
1.引言
示波器的使用是非常广泛的。它可以把看不见的电信号转变成看的见的图像信号，方便人们研究各种电学现象的变化过程。示波器使用窄的高速电子束，可以在荧光材料涂层的屏幕上产生小光斑。在测量信号的作用下，电子束就像笔的尖端，可以描述测量信号在屏幕上的瞬时值的变化曲线。示波器可以用来观察不同信号幅值和时间的波形曲线。它还可以用来测试各种电量，如电压、电流、频率、相位差和幅值。
2.示波器的介绍
2.1示波器的发展和特点
随着数字技术，工艺和组件的发展，台式示波器不断升级。台式示波器体积小，易于使用，但人们不满意，台式示波器不适合现场应用。于是，人们发明了数字示波器。数字示波器不仅具有台式示波器的所有基本功能，而且数字示波器也比台式示波器更紧凑，其尺寸与万用表相似，这使示波器更具能力。它可以方便地应用于现场的便携式手持式检测。不仅如此，人们还在数字示波器中集成了其他仪器的功能，如：将数字万用表的功能引入数字示波器，这不仅使示波器小型化，而且功能更多。
2.2数字存储示波器的发展现状
微软，英特尔，三星或西门子等这些在电子行业内的一些主要厂商都将依靠许多新的行业标准来实现各自的长期目标。作为测试平台提供商，在为PC行业用户提供测试解决方案时，有必要考虑这20个新的行业标准，并根据这些标准为PC行业用户提供测试软件和解决方案。在未来的通信和娱乐消费电子行业中，特别是在电源设计领域，新的应用和标准不断涌现。
泰克，安捷伦和力科他们生产的示波器是市场上的主流。泰克公司的示波器一直走在前列，并被全世界认为是示波器的权威。泰克公司推出的示波器具有独特的采集结构，可以保证高信号的保真度，并且可利用先进的触发系统来提供快速瞬态信号的多通道采集，并且还可以显示和所有测量的有效校正以及先进的波长处理功能。目前国内生产的数字存储示波器，由于高速采样技术的局限性，其中大部分采用了反复采样技术。数字存储示波器将继续保持数字化，智能化，宽带化，集成化，多功能和高精度。
2.4数字存储示波器的特点
数字存储示波器可以实时采样，每隔一个采样周期，还可以观察到非周期信号。数字示波器的采样方法包括实时采样和等效采样（非实时采样）两种。等效采样可分为随机采样和顺序采样，大多数等效采样方法用来测量周期信号。
3.数字存储示波器的应用
3.1通信故障检测
有线通信的畅通和电力的输送有赖于电缆线路的正常运行。一旦线路发生障碍，就会造成通信和电力的中断，如果不能及时查出故障，就不能迅速予以排除，这样会造成很大的经济损失和不良的社会影响。
在通信检测中数字存储示波器可以通过测量传输线延迟时间来检测传输线是否出现故障，数字存储示波器测量的延迟时间越精确故障的检测越精准。
在信号测量系统和传输线路故障诊断的设计和建立中，往往需要准确测量传输线路延迟时间。测量传输线延迟时间的简单直接方法是使用时域反射计（TDR）直接测量，如1502B，1503C和其他类型的TDR。这种仪器以波形反射原理测量传输线的延迟时间，其精度可达1ns，测量传输线长度可达1公里以上。传输线延迟时间可以通过驻波法，脉冲消除法和反射振荡法来测量。
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3.2医疗应用
随着时代的发展，人们也面临更多的健康问题。社会的发展促进了医疗水平的发展，而医疗水平的发展的前提是科学水平的发展。当今社会科学水平不断提高，各种科学技术和电子产品的问世也促进了医学的发展。
示波器不断的创新发展，示波器的功能不断更新，它的用途也不断地增加。在医学方面数字存储示波器也得到了很大的应用。在医学方面，数字示波器可以用以测量病人的心电和脑电，这样可以使医生了解病人的疾病情况，更有利于对病人疾病的治疗。
例如，在癫痫中，脑电图可准确记录癫痫发作时分散的慢波，尖波或不规则尖峰。因此，对于癫痫的诊断，脑电图非常准确，而脑电图对抗癫痫药物、戒毒有指导作用。对于精神分裂症，躁狂抑郁症，精神障碍等的诊断也可以用脑电图检查来排除其他脑部疾病，包括癫痫。
EEG追踪的脑活动模式不仅可以解释脑本身疾病如癫痫，肿瘤，创伤和退行性疾病的局限性或弥漫性病理表现，还可以影响代谢和内分泌紊乱等脑外疾病。中毒引起的中枢神经系统变化等也具有诊断价值。
3.3电子产品检测
在这个飞速发展的社会中，随着科技的发展，电子产品已经成为我们生活的必需品。从生活上的电视、手机、电脑、洗衣机等，到教育上的投影仪和实验用的仪器。而这些电子产品在生产出来后需要检测是否存在故障和在使用中出现故障需要检测故障的原因，这些都要用到数字示波器。
例如在执行CAN总线分析时，工程师通常会查看示波器以捕获完整的控制过程，例如打开或关闭车窗。这些过程通常会持续几秒钟或十几秒钟。记录如此长的数据需要示波器具有较大的存储深度。目前的200MHz〜500MHz带宽示波器通常每个通道的存储深度小于10M点。很难记录几秒钟的CAN总线波形。但 DLM2000可以通过扩展单通道到125M点，从而可以完整记录超过十秒甚至更长时间的控制过程。
3.4雷达中的应用
数字示波器在雷达的发展起到了重要的作用，例如在探测雷达中，探地雷达检测公路面层厚度应用反射波探测法，发射信号由天线发出，每遇到不同的结构层，就会在层间界面发生透射和反射。由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形会和所通过介质的电性质及几何形态的变化而改变，因此根据接收到的波的旅行时间、 幅度与波形资料，通过图像处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构。
在雷达的系统检测中也可以应用到数字示波器。在雷达检测，可以使用双踪示波器。它有两个输入通道，通道1（CH1）和通道2（CH2），可以连接到探头。首先将示波器外壳接地，然后将探头插入要测量的区域。当机组人员检测雷达系统部件是否正常时，他们通常使用单一通道检查每个部件的测试点波形是否正常。但是，整个雷达系统的所有组件都有严格的时序控制。每个组件都在RDA计算机的控制下，主控制板分配定时命令控制信号使其工作。因此，在维护、维修时，除了检查顺序状态。延迟是否大于500ns（从接收器到发射器的波导开关的响应时间）来判断雷达是否故障，也可以从测量的波形获得延迟，否则后端无源限制器可能被烧毁。如果使用单个通道，则无法观察到接收器保护器的命令和响应的延迟状态，并且找不到相关故障的根本原因。因此，使用数字示波器的双通道使我们能够在维护和修理过程中更准确和直观地检测雷达发射器各个组件的工作状态是否正常。
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论文作者:李清波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
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