用來測量交流電或脈沖電流波的形狀的儀器，由電子管放大器、掃描振蕩器、陰極射線管等組成。除觀測電流的波形外，還可以測定頻率、電壓強度等。凡可以變?yōu)殡娦闹芷谛晕锢磉^程都可以用示波器進行觀測
示波器帶寬是什么
示波器帶寬是指輸入一個幅度相同，頻率變化的信號，當示波器讀數(shù)比真值衰減3dB時，此時的頻率即為示波器的帶寬。也就是說，輸入信號在示波器帶寬處測試值為真值-3dB，帶寬不是示波器能顯示的最高頻率。一般情況下，示波器帶寬應為所測信號最高頻率的3~5倍。
與示波器帶寬規(guī)格緊密相關的是其上升時間參數(shù)。具備高斯頻響的示波器，按照10%到90%的標準衡量，上升時間約為0.35/fBW。具備最大平坦頻響的示波器上升時間規(guī)格一般在0.4/fBW范圍上，隨示波器頻率滾降特性的陡度不同而有所差異。如果在進行上升時間和下降時間參數(shù)測量時允許20%的定時誤差，那么帶寬為1GHz的示波器就能滿足該數(shù)字測量應用的要求。但如果要求定時精度在3%范圍內(nèi)，那么采用帶寬為2GHz的示波器更好。
示波器帶寬如何選擇
經(jīng)驗告訴我們，示波器的帶寬至少應比被測系統(tǒng)最快的數(shù)字時鐘速率高5倍。如果我們選擇的示波器滿足這一標準，那么該示波器就能以最小的信號衰減捕捉到被測信號的5次諧波。信號的5次諧波在確定數(shù)字信號的整體形狀方面非常重要。但如果需要對高速邊沿進行精確測量，那么這個簡單的公式并未考慮到快速上升和下降沿中包含的實際高頻成分。
公式：fBW≥5xfclk
確定示波器帶寬的一個更準確的方法是根據(jù)數(shù)字信號中存在的最高頻率，而不是最大時鐘速率。數(shù)字信號的最高頻率要看設計中最快的邊沿速度是多少。因此，我們首先要確定設計中最快的信號的上升和下降時間。這一信息通常可從設計中所用器件的公開說明書中獲取。
第一步：確定最快的邊沿速度
然后就可以利用一個簡單的公式計算信號的最大“實際”頻率成分。HowardW.Johnson博士就此題目寫過一本書《高速數(shù)字設計》。在書中，他將這一頻率成分稱為“拐點”頻率(fknee)。所有快速邊沿的頻譜中都包含無限多的頻率成分，但其中有一個拐點(或稱“knee”)，高于該頻率的頻率成分對于確定信號的形狀就無關緊要了。
第二步：計算fknee
fknee=0.5/RT(10%-90%)
fknee=0.4/RT(20%-80%)
對于上升時間特性按照10%到90%閥值定義的信號而言，拐點頻率fknee等于0.5除以信號的上升時間。對上升時間特性按照20%到80%閥值定義的信號而言(如今的器件規(guī)范中通常采用這種定義方式)，fknee等于0.4除以信號的上升時間。但注意不要把此處的信號上升時間與示波器的上升時間規(guī)格混淆了，我們這里所說的是實際的信號邊沿速度。
第三步就是根據(jù)測量上升時間和下降時間所需的精確程度來確定測量該信號所需的示波器帶寬。表1給出了對于具備高斯頻響或最大平坦頻響的示波器而言，在各種精度要求下需要的示波器帶寬與fknee的關系。但要記住的是，大多數(shù)帶寬規(guī)格在1GHz及以下的示波器通常都是高斯頻響型的，而帶寬超過1GHz的通常則為最大平坦頻響型的。
根據(jù)上升時間和帶寬的關系，似乎可以得出結論，帶寬越高，測量的誤差越小。
但實際上，具體的應用中并非如此。因為，示波器畢竟不是一個理想的儀器，測量系統(tǒng)本身有噪聲。這些噪聲包括放大器的噪聲，ADC的噪聲，有源探頭的噪聲，探頭地線感應的空間輻射噪聲及地環(huán)路耦合的傳導噪聲從信噪比的角度理解，只有當被測信號的能量遠大于示波器測量系統(tǒng)本身帶來的噪聲能量的時候即信噪比足夠大的時候，選擇的帶寬才是合適的。
電源紋波測量的帶寬選擇取決于電源開關管的上升時間，測量紋波的帶寬等于測量開關管的帶寬。一般功率小的電源開關頻率可以達到1MHz甚至更大，對應的開關管的上升時間越小。功率大的電源開關管開關頻率小，只有100KHz甚至更小，上升時間大。但是多數(shù)開關管MOSFET上升時間達100ns。即使開關管上升時間只有30ns，1/3的上升時間也有10ns，而100MHz的示波器的上升時間只有3.5ns。因此，用100MHz帶寬示波器測量開關電源的開關管是足夠的。事實上，很少有開關管上升時間只有30ns的，限制帶寬到20MHz就足夠了。這也是很多人所說的“在測量電源紋波時需要將示波器帶寬限制為20MHz”的道理。
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