在电子制造圈子里混,示波器绝对是咱们每天打交道的 “老伙计”—— 不管是调试电路、排查故障,还是验证信号是否达标,少了它简直寸步难行。但说实话,不少刚接触的朋友或者偶尔用一次的同事,总容易被那些密密麻麻的参数、五花八门的功能搞晕,明明手里握着好设备,却没发挥出它的真正价值。今天就抛开那些枯燥的理论,用咱们干活时的常用视角,聊聊示波器该怎么选、怎么用,还有那些容易踩的坑。
可能有人会说 “不就是看个波形吗?随便找台能显示的不就行了”,这话真不对。比如上次车间调试传感器电路,同事用了台带宽不够的示波器,明明实际信号里有高频噪声,屏幕上却啥都看不到,最后折腾半天才发现是设备没选对。所以先搞懂示波器的核心参数,比啥都重要,这直接关系到你能不能 “看明白” 信号。

一、先搞懂这几个核心参数,别被参数表忽悠了
选示波器前,先盯着这三个参数看,其他功能可以往后排,这仨要是不匹配需求,设备再贵也白搭。
1. 带宽(Bandwidth):不是越大越好,但绝对不能不够
带宽简单说就是示波器能 “抓得住” 的最高频率信号。比如你要测 100MHz 的方波信号,那至少得选 200MHz 带宽的示波器 —— 这是因为方波里包含很多高频谐波,带宽不够的话,屏幕上显示的波形会 “变胖”“变圆”,根本不是实际的样子。上次有个实习生用 100MHz 带宽的示波器测 150MHz 的信号,结果波形全是锯齿,还以为是电路坏了,最后换了台 300MHz 的,立马就正常了。
不过也不用盲目追求高带宽,比如你平时只测几十 kHz 的电机控制信号,选个 100MHz 的就够了,再高的话价格上去了,反而浪费。
2. 采样率(Sample Rate):决定波形 “细不细腻”
采样率就是示波器每秒采集信号的点数,单位是 Sa/s(采样点 / 秒)。举个例子,要是你测一个 1MHz 的正弦波,采样率至少得是 20MSa/s 才能把波形画得流畅 —— 要是采样率太低,比如只有 1MSa/s,那屏幕上显示的波形会变成 “台阶状”,连基本的平滑曲线都没有,更别说看细节了。
这里有个简单的判断方法:采样率至少得是带宽的 5 倍以上,最好能到 10 倍,这样才能保证波形的真实性。比如 200MHz 带宽的示波器,采样率至少得 1GSa/s(1000MSa/s),不然测高频信号时很容易 “失真”。
3. 存储深度(Memory Depth):想测长时间信号,这个参数得够大
存储深度就是示波器能保存的采样点数,它和采样率、观测时间直接相关 —— 存储深度 = 采样率 × 观测时间。比如你想以 1GSa/s 的采样率,观测 10ms 的信号,那存储深度至少得 10MSa(1GSa/s × 0.01s = 10,000,000 Sa)。要是存储深度不够,要么只能缩短观测时间,要么就得降低采样率,结果就是波形细节丢了。
比如测电机启动时的电流波动,启动过程要持续 20ms,要是存储深度不够,就只能看到前 5ms 的波形,后面的全没了,根本没法分析整个启动过程。所以平时测长时间信号的话,存储深度尽量选大的,比如 50MSa 以上。
二、示波器有哪些类型?选对类型比选贵的更重要
现在市面上的示波器主要分三类,各有各的优势,咱们得根据自己的工作场景选,不是贵的就适合自己。
1. 数字示波器(Digital Oscilloscope):咱们车间里最常用的
现在基本没人用模拟示波器了,数字示波器是主流 —— 它能把模拟信号转换成数字信号,还能存波形、测参数,甚至能连电脑导出数据,方便得很。比如平时调试单片机电路、看串口信号、测电源纹波,用数字示波器就够了。
数字示波器里又分 “数字存储示波器(DSO)” 和 “数字荧光示波器(DPO)”,DSO 适合看静态波形,比如稳定的正弦波、方波;DPO 则能显示信号的 “动态变化”,比如信号偶尔出现的毛刺、噪声,像测射频电路或者高速信号时,DPO 能更容易抓到那些 “一闪而过” 的异常。
2. 混合信号示波器(MSO):又能看模拟又能看数字,性价比之选
要是你既要测模拟信号(比如传感器输出的电压),又要测数字信号(比如单片机的 IO 口电平),那 MSO 就很合适。它比普通数字示波器多了几个数字通道,能同时显示模拟波形和数字逻辑状态,比如调试电机驱动电路时,一边看 PWM 波形(模拟),一边看控制信号的高低电平(数字),不用再搬两台设备,省事多了。
3. 手持示波器:外出维修、现场测试的 “神器”
要是经常要去客户现场修设备,或者在生产线来回跑,手持示波器就比台式的方便太多了 —— 体积小、重量轻,还能电池供电,比如去现场测变频器的输出波形,不用找电源,拿出来就能用。不过手持的带宽和采样率一般不如台式的,适合测中低频信号,比如几十 MHz 以下的。
三、实操技巧:别让示波器 “躺平”,这些功能得用起来
很多人用示波器只看个波形,其实它还有很多实用功能,能帮咱们省不少时间。
1. 探头衰减比:别忘调,不然读数不准
示波器探头一般有 1X 和 10X 两种衰减比,用 10X 时,得在示波器上把通道衰减比也调成 10X,不然屏幕上显示的电压值会差 10 倍。上次有个同事测电源电压,探头用了 10X,示波器没调,结果显示 5V,实际是 50V,差点搞错了。
另外,探头要定期校准,很多示波器自带校准功能,按一下校准键,让探头测标准信号,确保读数准确,不然时间长了探头漂移,测出来的结果会有误差。
2. 自动测量功能:不用自己算,直接读参数
以前看波形还得自己数格子算频率、周期、峰峰值,现在示波器都有自动测量功能,比如选 “频率”,屏幕上直接显示信号的频率值;选 “占空比”,就能看到方波的高低电平比例,比自己算快多了,还不容易错。
比如测 PWM 信号,用自动测量能同时看到频率、周期、占空比、峰峰值,调试的时候看着这些参数调电路,效率高不少。
3. 触发功能:抓稳你想看的波形
有时候信号一直在变,屏幕上的波形晃来晃去,根本看不清,这时候就得用触发功能。比如选 “边沿触发”,设定触发电平,当信号超过这个电平时,示波器就会固定显示波形,比如测串口信号时,用边沿触发能稳稳抓住每一个数据帧,不会晃。
还有 “脉冲触发”,比如想抓信号里偶尔出现的窄脉冲(比如毛刺),设定触发脉冲宽度,就能精准抓到这些 “调皮” 的信号,排查故障时特别有用。
四、常见问题:这些坑别踩,不然白忙活
咱们平时用示波器,难免会遇到一些问题,其实很多都是小细节没注意,不是设备坏了。
1. 波形有很多噪声?先排查接地
要是屏幕上的波形全是杂波,看不清实际信号,先看看探头的接地夹有没有接好。很多人图省事,接地夹没接在电路的地线上,或者接的地方离信号源太远,就会引入很多干扰。正确的做法是把接地夹尽量靠近测试点的地线,比如测电路板上的某个信号,接地夹接在旁边的接地焊盘上,噪声会少很多。
另外,示波器的电源线也要接地,要是车间里的插座没接地,设备本身也会引入干扰,这时候可以用接地线把示波器外壳接在接地排上,能改善不少。
2. 波形失真?先看带宽和采样率
要是显示的波形和实际信号不一样,比如方波变圆、正弦波变畸形,先检查带宽够不够 —— 是不是测的信号频率超过了示波器的带宽。比如用 100MHz 带宽的示波器测 200MHz 的方波,肯定会失真。另外,采样率太低也会导致波形失真,比如采样率只有信号频率的 2 倍,波形会变成 “方波”,根本不是实际的正弦波。
3. 通道没信号?先查探头和接线
要是打开示波器,通道没显示波形,先别急着修设备,先检查探头有没有插好 —— 是不是没插紧通道接口,或者探头的探针没接触到测试点。有时候探针接触不良,比如测贴片电阻时,探针滑到旁边的焊盘上,就会没信号。另外,看看通道是不是被关闭了,有些示波器按错键会把通道关掉,重新打开就行。
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