📊 數位儲存示波器 (DSO) 概述
數位儲存示波器 (Digital Storage Oscilloscope, DSO) 是現代電子工程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 提供更高的信號精度、觸發靈敏度與資料儲存容量，適用於各種頻率範圍的測試需求。
示波器理論與應用指南
🔧 工作原理
DSO 會將輸入的類比信號轉換為數位資料，儲存在內部記憶體中，並進行顯示與分析。整個過程可分為三個階段：
- 類比數位轉換 (ADC)： 以高頻取樣類比信號，並將其轉換成數位信號。
- 資料儲存： 儲存取樣後的數位資料，以確保波形能精確重現。
- 顯示與分析： 將數位資料轉回類比波形，並即時顯示於 LCD 上，支援多種分析功能。
⚙️ 核心功能
DSO 具備多項專業功能，可滿足不同測試需求：
- 高精度取樣： 確保信號精確捕捉，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： 可同時顯示多個獨立通道的波形。
- USB 資料傳輸： 支援即時資料回傳與電腦控制。
- 波形儲存與回放： 可記錄並重現歷史波形。
- 頻譜分析： 進行頻率域分析，提供更完整的診斷資訊。
- 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
優點：
- 更大的資料儲存容量。
- 支援前緣觸發，能精準鎖定信號異常。
- 可透過電腦進行遠端控制與資料分析。
限制：
- 波形更新率在高頻信號測試時可能有限制。
- 某些情況下，顯示解析度可能低於類比示波器。
🧪 實際應用範例
在典型的信號分析案例中，DSO 可以同時顯示兩個信號：
- 上方信號： 方波。
- 下方信號： 正弦波。
- 頻率計算： 若水平掃描設定為 500 μs/div，完整週期為 1000 μs，則頻率約為 1 kHz。
- 振幅計算： 若垂直刻度設定為 2V/div，波形高度為 1.5 格，則峰對峰電壓約為 3V。
所有示波器的水平掃描以每格秒 (s/div)、每格毫秒 (ms/div)、每格微秒 (μs/div) 或每格奈秒 (ns/div) 為單位；垂直振幅則以每格伏特 (V/div)、每格毫伏 (mV/div) 或每格微伏 (μV/div) 表示。一般而言，所有示波器都可以調整水平掃描與垂直振幅設定。
此範例顯示兩組波形：上方為方波，下方為正弦波。兩者的頻率幾乎相同，且峰對峰振幅也非常接近。假設水平掃描為 500 μs/div，完整週期為 1000 μs，則頻率約為 1 kHz。若垂直刻度為 2V/div 且波形高度為 1.5 格，則峰對峰電壓約為 3V。
💡 結論
數位儲存示波器 (DSO) 結合高效率、精確度與靈活性，是電子測試領域中不可或缺的關鍵工具。無論是在實驗室研究、產品開發或現場維修中，DSO 都能提供可靠的資料與專業分析支援。