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作为电子工程师，示波器使我们常用的电子测量仪器之一，其重要性不言而喻。但是有很多工作了几年的电子工程师，甚至是硬件工程师，仅仅只会使用示波器来测量电压信号，这样就大大浪费了示波器的强大的功能。其实我们完全可以拿示波器当一个玩具，没事的时候多去玩玩，熟悉示波器的各项功能，只要不被玩坏就行，哈哈，废话不多说，不然容易被打飞。 这里主要分以下几本部分，阐述示波器常用的功能，大家可以根据需求选择性的阅读： 一.示波器触发模式 二.示波器测量纹波 三.示波器x1和x10档的选择 四.示波器采样率调整 五.为什么示波器需要隔离 六.示波器测量频偏
一.示波器触发模式 示波器触发模式常用的主要有两种: 1.单次触发（single） 单次，即只会触发一次。这种模式下，设置好触发条件后，示波器不断扫描，在不满足触发条件的时候，屏幕上不会显示扫描线。当满足触发条件的时候，示波器就会停止扫描，进入stop状态。触发后也会记录下触发前的一段时间的波形，可以通过调节‘T’点（触发点）位置或者调节scale时间，方便观察触发前后一段时间的情况。 注意：scale如果调的比较大的话，触发结果会需要比较长的时间显示，比如下图图1，scale为100ms，即使上电就触发了，也需要经过800ms才会显示（100ms x 8格），如果scale调到1S，那就是8S了。
图1 2.正常触发（normal） 正常触发模式和单次触发模式有点类似，都是不断的扫描，满足条件的时候就会触发，将结果显示出来。不同的是，normal触发后不会进入stop状态，还会接着扫描，当再次触发的时候，就会更新显示扫描结果。 二．示波器测量纹波 一个产品的电源纹波是否满足要求，直接决定了产品的稳定性，所以经常会利用示波器来测量电压纹波。 下图中图2和图3，是针对同一个电源测试的纹波，图2测得的结果是352mV，图3测得的结果是56mV，是什么导致测量结果相差这么大呢？
图2 图3 在电源纹波测量的时候，由于电磁辐射以及接地线比较长等原因，会导致引入很多高频信号，所以在测量纹波过程中注意以下几点：
三.示波器x1和x10档的选择 一般示波器都会有x1和x10两个档位选择，选择x1时，信号没有经过衰减，选择x10档时信号衰减到了1/10，此时应将示波器读数x10才为实际值，当然有些示波器可设置x10档，以配合示波器探头使用。一般情况下我们都会选择x1档测量，当测量电压较高的时候，选择x10档。 在不明确电压高低时，可先选择x10档测量，当明确电压大小后再选择合适的档进行测量，以免损坏示波器。 X10档的输入阻抗要远高于x1档的输入阻抗，所以对于驱动能力比较弱的信号波形，最好使用x10档，不然有可能会改变信号的波形。比如测量晶振（无源晶振）引脚波形时，如果使用x1档测量，相当于并联了一个很大的负载，有的芯片驱动能力弱会直接停振。曾经就碰到过，I2C读取芯片寄存器正常，但是示波器接上去就发现晶振没起振，所以测量驱动能力较弱的信号时，最好使用x10档。 四.示波器采样率调整 有时候工程师们可能会需要测量一段不规则波形中的一段，但是时间又比较短，可能一闪而过，在这时候，一般的做法就是将示波器横轴scale调大，调到几百毫秒甚至几秒，那么问题来了，scale调大后，波形虽然采集到了，但是一放大就完全失真了，相关参数完全看不到。如图4，本来一个很漂亮的方波，放大到10ms就完全失真了。 图4 在这种情况下，我们需要调整示波器的采样率，将采样率调大，比如由原来的500次/秒调节到2.5M次/秒，那么就变成了图5这种情况，即使放大到100us仍然很漂亮。细心的工程师可能会发现，图5中，放大到到100us后，采样率应该自动变成5G次/秒的，但实际只有2.5G次/秒，那是因为示波器最大采样率为2.5G次/秒。 如果将采样率调的太高，有时候容易导致示波器卡顿，所以根据实际需求，调整到合适的采样率为宜。 图5
五.为什么示波器需要隔离 有时候发现很多工程师喜欢用隔离变压器对示波器进行隔离，那么为什么要对示波器进行隔离呢？如果这块不注意，有可能玩着玩着真会被玩坏的。 示波器有两根线，一根接在硬表笔上，一根接软线上，就是那个鳄鱼夹。很多工程师都认为，测量两点电压，就是将两个线直接接在被测器件两端，其实这样做有时候很危险。示波器电源线如下图6，分别是零线、火线和地线，示波器个通道那根软线（鳄鱼夹）内部是连在一起的，并且连到了电源线的地线上。 图6 有时候为了精确测量电路板电源电流，于是在电源中串联一个电1R阻，通过测量1R电阻两端的电压，计算出电源的电流。在测量时，有的工程师就直接将探头接在了1R电阻两端，这样做，运气好的话只是被测板子短路发烫，运气不好的话，可能导致板子烧毁甚至更严重的情况。在这种情况下就需要对示波器加隔离，那么为什么加隔离就解决了问题呢? 如图7，因为负端那根软线是与示波器地线相连的，而1欧电阻两端是均对地有电压的，如果直接将示波器表笔夹在电阻两端，相当于通过示波器测试线直接接地短路了，轻则板子工作不正常，重则有课能板子直接烧毁。（有些示波器本身已经做了隔离，所以没关系） 解决办法有：1.用隔离变压器隔离，相当于将示波器软线与电源地线隔离了，这样就不会短路了。需要注意的是，因为示波器各通道地线内部是相连的，所以要保证其他表笔软线没有和板子GND或者其他地方相连，不然也会导致两个表笔软线测试点短路。2.可以采用两个表笔，将两个表笔地线一起接到板子GND上，然后用两个表笔分别测量电阻两端电压。3.可以采用差分探头，但是由于差分探头比一般探头贵很多，所以很多公司没有。
图7 六.示波器测量频偏 有人问用示波器测量晶振（无源晶振）的频偏可以吗？我只能说“It depends！”，你要只是看看晶振有没有起振，大概频率是多少，那有什么不可以的呢？但如果说一个芯片对时钟要求很严格，要求30ppm，20ppm，比如一些解调解码芯片，那用示波器测绝对是不准确的，因为示波器探头带有寄生电容。不是说你购买的晶振是20ppm，装上去就是20ppm，这和外围的负载电容是有密切关系的。 在这里，因为我使用的示波器带有频谱仪的功能，所以顺带提一下如何用频谱仪精确测量晶振的频偏。测量方法如下： 1.保证晶振（无源晶振）外壳没有接地，示波器探头就近取地 2.设置频谱仪中心频率为所测晶振的频率 3.设置SPAN宽度为1MHz，span比较小测量比较准确 4.将探头正端点到无源晶振外壳，按peak键，标记最大点的频率 5.为了获取更准确的结果，可以逐步降低SPAN，重复步骤4，并读取测量结果 如果测出来的频偏超过了要求的频偏，可以通过调节负载电容来调节频偏，负载电容选择合适的话，即使是30ppm的晶振，也能调节到10ppm以内。如果实际频率偏大的话，可以稍微降低负载电容，如果实际频率偏小的话，可以略微增大负载电容。
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