數(shù)字存儲(chǔ)是在示波器中以數(shù)字編碼的形式來貯存信號。當(dāng)信號進(jìn)入數(shù)字存儲(chǔ)示波器，或稱 DSO 以后，在信號到達(dá)CRT 的偏轉(zhuǎn)電路之前，示波器將按一定的時(shí)間間隔對信號電壓進(jìn)行采樣。然后用一個(gè)模/數(shù)變換器（ADC）對這些采樣值進(jìn)行變換從而生成代表每一個(gè)采樣電壓的二進(jìn)制字。這個(gè)過程稱為數(shù)字化。

　　數(shù)字存儲(chǔ)示波器有別于一般的模擬示波器，它是將采集到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由內(nèi)部微機(jī)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)、顯示或打印等操作。這類示波器通常具有程控和遙控能力，通過GPIB接口還可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)等外部設(shè)備進(jìn)行分析處理。

　　數(shù)字存儲(chǔ)示波器以數(shù)字形式存儲(chǔ)信號波形，再作顯示，因此波形可穩(wěn)定保留在顯示屏上，供使用者分析。數(shù)字存儲(chǔ)示波器中的微處理器可對記錄波形作自動(dòng)計(jì)算，在顯示屏上同時(shí)顯示波形的峰－峰值、上升時(shí)間、頻率甚至均方根值等。通過計(jì)算機(jī)接口可將波形送至打印機(jī)或計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步處理。

　　數(shù)字存儲(chǔ)示波器原理

　　數(shù)字存儲(chǔ)示波器的組成原理方框圖如圖1所示，它有實(shí)時(shí)和存儲(chǔ)兩種工作模式。當(dāng)處于實(shí)時(shí)工作模式時(shí)，其電路組成原理與一般模擬示波器一樣。當(dāng)處于存儲(chǔ)工作模式時(shí)，它的工作過程一般分為存儲(chǔ)和顯示兩個(gè)階段。

　　在存儲(chǔ)工作階段，模擬輸入信號先經(jīng)過適當(dāng)?shù)胤糯蠡蛩p，然后再經(jīng)過“取樣”和“量化”兩個(gè)過程的數(shù)字化處理，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號，在邏輯控制電路的控制下依次寫入到RAM中。在顯示工作階段，將數(shù)字信號從存儲(chǔ)器中讀出，并經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)垂直放大器放大加到CRT的Y偏轉(zhuǎn)板。

　　與此同時(shí)，CPU的讀地址計(jì)數(shù)脈沖加至D/A轉(zhuǎn)換器，得到一個(gè)階梯波掃描電壓，加到水平放大器放大，驅(qū)動(dòng)CRT的X偏轉(zhuǎn)板，從而實(shí)現(xiàn)在CRT上以稠密的光點(diǎn)包絡(luò)重現(xiàn)模擬輸入信號。

　　圖1 數(shù)字存儲(chǔ)示波器基本原理框圖

　　將數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)和CPU微處理器用于取樣示波器，可以構(gòu)成存儲(chǔ)取樣示波器。

　　數(shù)字存儲(chǔ)示波器的工作原理：輸入的電壓信號經(jīng)耦合電路后送至前端放大器，前端放大器將信號放大，以提高示波器的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。放大器輸出的信號由取樣/保持電路進(jìn)行取樣，并由A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，信號變成了數(shù)字形式存入存儲(chǔ)器中，微處理器對存儲(chǔ)器中的數(shù)字化信號波形進(jìn)行相應(yīng)的處理，并顯示在顯示屏上。

　　數(shù)字示波器是數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換，軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器一般支持多級菜單，能提供給用戶多種選擇，多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對波形的保存和處理。目前高端數(shù)字示波器主要依靠美國技術(shù)，對于300MHz帶寬之內(nèi)的示波器，目前國內(nèi)品牌的示波器在性能上已經(jīng)可以和國外品牌抗衡，且具有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢。

　　數(shù)字存儲(chǔ)示波器特點(diǎn)

　　1、波形的采樣/存儲(chǔ)與波形的顯示是獨(dú)立的——在存儲(chǔ)工作階段，對快速信號采用較高的速率進(jìn)行取樣和存儲(chǔ)，對慢速信號采用較低速率進(jìn)行取樣和存儲(chǔ)，但在顯示工作階段，其讀出速度可以采用一個(gè)固定的速率，不受取樣速率的限制，因而可以獲得清晰而穩(wěn)定的波形。

　　2、能長時(shí)間地保存信號——由于數(shù)字存儲(chǔ)示波器是把波形用數(shù)字方式存儲(chǔ)起來，其存儲(chǔ)時(shí)間在理論上可以是無限長。

　　3、先進(jìn)的觸發(fā)功能——它不僅能顯示觸發(fā)后的信號，而且能顯示觸發(fā)前的信號，并且可以任意選擇超前或滯后的時(shí)間。

　　4、測量準(zhǔn)確度高——數(shù)字存儲(chǔ)示波器由于采用晶振作高穩(wěn)定時(shí)鐘，有很高的測時(shí)準(zhǔn)確度，采用高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器也使幅度測量準(zhǔn)確度大大提高。

　　5、很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力——數(shù)字存儲(chǔ)示波器內(nèi)含微處理器，因而能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種波形參數(shù)的測量與顯示。還具有自檢與自校等多種自動(dòng)操作功能。

　　6、外部數(shù)據(jù)通信接口——數(shù)字存儲(chǔ)示波器可以很方便地將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)或其他的外部設(shè)備，進(jìn)行更復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算和分析處理。還可以通過GPIB接口與計(jì)算機(jī)一起構(gòu)成自動(dòng)測試系統(tǒng)。