📊 數位儲存示波器 (DSO) 總覽

數位儲存示波器 (Digital Storage Oscilloscope, DSO)是現代電子工程領域中不可或缺的重要工具，廣泛應用於信號分析、故障診斷及系統調試。相較於傳統類比示波器，DSO 提供了更高的信號精確度、觸發靈敏度及資料儲存能力，適用於從低頻到高頻的各類測試需求。

示波器理論與應用指南

🔧 工作原理

DSO 將輸入的類比信號轉換為數位數據，並儲存於內建記憶體中以供後續處理。其運作可分為以下三個階段：

• 類比數位轉換 (ADC)：對類比信號進行高頻取樣，並將其轉換為數位信號。
• 數據儲存：儲存取樣後的數位數據，確保無損還原波形。
• 顯示與分析：將數位數據轉換回類比波形，並在液晶顯示器 (LCD) 上即時顯示，支援多種分析功能。

⚙️ 核心功能

DSO 提供多項專業功能，滿足不同測試需求：

• 高精度數據取樣：提供準確的信號捕捉，防止資料遺失。
• 先進觸發功能：支援邊緣、脈衝、視窗等多種觸發模式。
• 多通道輸入：同時顯示多個獨立通道的波形。
• USB 數據傳輸：支援即時數據回傳與電腦控制。
• 波形存儲與回放：可記錄並重現歷史波形。
• 頻譜分析：進行頻率域分析，提供更全面的診斷視角。
• 可攜式設計：支援電池供電，方便現場測試。

📈 DSO 與類比示波器比較

優勢：

• 更高的數據存儲容量。
• 支援前沿觸發捕捉，準確鎖定信號異常。
• 可透過電腦進行遠端控制和數據分析。

限制：

• 在波形更新率方面，部分高頻信號可能有所限制。
• 顯示解析度在特定條件下可能不如類比示波器。

🧪 實際應用範例

在典型的信號分析案例中，DSO 可同時顯示兩個信號：

• 上方信號：方波。
• 下方信號：正弦波。
• 頻率計算：若水平掃描設為 500 μs/div，完整週期為 1000 μs，頻率約為 1 KHz。
• 振幅計算：若垂直振幅設為 2V/div，波形高度為 1.5div，峰對峰電壓約為 3V。

在所有示波器，水平的掃瞄用秒鐘/每刻劃(s/div)，毫秒/每刻劃(ms/div)，微秒/每刻劃(μs/div)，或者毫微秒/每刻劃(ns/div)。垂直的振幅用伏特/每刻劃(V/div)，毫伏/每刻劃(mV/div)，或者微伏特/每刻劃(μV/div)。實際上所有示波器都有可調整的水平掃瞄和垂直振幅的系統設置。



例證同時顯示二個信號波形，他們在示波器螢幕顯示相似的信號。信號在上方是方波; 信號在下方是正弦波。這是明顯顯示兩個信號有同樣，或者幾乎一樣的頻率。他們大約也有同一個峰對峰的高度。假設水平的掃瞄在這種場合是500 μs/div。然後這個波型一個充分的週期是每一個波1000 μs，因此他們的頻率是兩個大約1 KHz。如果垂直的振幅設定為2V/div，波浪高度有1.5div則峰對峰值大約3V。

💡 結論

數位儲存示波器 (DSO) 以其高效、精確且靈活的特性，已成為電子測試領域的重要工具。無論是實驗室研究、產品開發，還是現場故障排除，DSO 都能提供可靠的數據支援與分析結果。