什么是模数组合示波器？

模数组合示波器把一台高性能模拟示波器和数字示波器组合在一起，并且能很容易的从一种工作模式转换到另一种工作模式。模数组合示波器是最先进的模拟示波器和数字示波器的完美结合，它为更好地观察各种数字和模拟信号，提供了超高性能的诊断工具。只要轻按一下按钮，这台仪器就可以在模拟和数字两种示波器之间自由转换。模拟示波器的无限分辨率和瞬间更新速率，数字示波器强大的分析和测试功能现在在一台仪器中就都可获得。有些模数组合示波器有一些高级的数学运算功能，加上比较长的存储深度，可以进行FFT、积分、微分、通过/不通过等测试。

当模数组合示波器设置成数字示波器时，用户可以用它来进行自动参数，测量，存储采集的波形、数据，进而进行数据处理、硬拷贝等；而同时，当需要的时候还能具有模拟示波器的无限分辨率以及熟悉的、可信的波形显示，并且使用模数组合示波器时，不管信号重复速率的高低，都可获得最亮的显示，换句话说，模数组合示波器使用模拟示波器和数字示波器两者不同性能的精华功能兼备于一身。

为什么需要使用模数组合示波器？

在选择示波器时，您往往会提出许多问题。比如，应当选择哪种示波器？需要多宽的带宽？模拟示波器能够满足工作需要吗？还是需要一台数字示波器？另外还有一些问题是：“数字示波器能够满足我的工作需要吗？”换句话说，数字示波器能完成我原来用模拟示波器所作的所有测量工作吗？

对所有这些问题并没有一个简洁的答案。问题的答案完全取决于要进行的测量工作和待测量的信号。在有些情况下模拟示波器比现有的数字示波器都要好，以下是模拟示波器和数字示波器使用过程中的一些问题。

1、简单重复性信号

使用模拟示波器和数字示波器通常都能很好地观察简单重复性信号。但是两者都有其优点和局限性。对于模拟示波器来说，由于CRT阴极显像管的余辉时间很短，因而难于显示频率很低的信号。由于示波管上的扫迹亮度和扫描速度成反比，所以具有快速上升、下降时间的，低重复速率信号就很难看到。而数字示波器的扫迹亮度和扫描速度与信号重复速率无关，随着被测信号情况的不同，这个特点可能是优点也可能是缺点。

对于显示具有足够高重复速率的重复性信号的快速沿来说，数字示波器和模拟示波器的性能几乎没有什么区别。用两种示波器都能很好的观察信号波形。当要进行信号参数的测量时，数字示波器的优点在于具有自动测量的能力。而使用模拟示波器时，用户必须自己设置光标、分析理解显示的波形才能得到测量的结果。

如果要进行调试工作，那么一般最好使用模拟示波器。这是因为模拟示波器的实时显示能力使它在每时刻都能显示出输入的电压。其波形捕获率（每秒钟在屏幕上描画扫迹的次数）很高，在高扫描速度时可以远超过100000次扫描/秒。所以信号的任何变化都会立即显示出来。而且有些信变化会在显示屏幕上以波形亮度变化的形式表现出来。

与模拟示波器相反，数字示波器所显示的是用采集的波形数据重建的波形。每秒钟采集波形的次数远低于100000次。结果在信号发生变化和变化了的信号在屏幕上显示出来之间就有一定的时间延迟。当对系统进行调试工作时，这是使用数字示波器的重大缺点。

2、 比较复杂的重复性信号

上述的简单重复性信号可以在很多电子学领域中见到，但是这些信号常常用来作为信息的载体。为此目的可以有多种形式，例如正弦波、脉冲波、锯齿波等，而且多种调制信号和多种调制方式常常可能同时使用。

一个常见的复杂模拟信号的实例就是全电视信号。此信号由多种不同频率、不同幅度的分量构成，既包括脉冲波、正弦波，加上为表示彩色信息而进行相移的正弦波。对于这样的情况，模拟示波器和数字示波器都有各自的优点，都能对信号的不同部分进行观察。例如，模拟示波器具有无限的显示分辨率和很高波形捕获率（每秒钟扫描次数），这就很好的显示出彩色信号的调制的情况。

使用数字示波器时，由于其采样点数有限以及没有亮度等级的变化，使得很多波形细节信息无法显示出来，虽然有些数字示波器可能具有两个或多个亮度层次，但这只是相对意义上的区别，再加上数字示波器有限的显示分辨率，它仍然达不到模拟示波器的显示效果。

图2-1 在模拟示波器上看到的视频信号

图2-1给出了使用模拟示波器显示全电视信号的情况，请注意其中丰富的波形细节和亮度变化的情况。图2-2给出了使用数字存储示波器显示全电视信号的情况。图2-3给出了使用数字荧光示波器显示全电视信号的情况。虽然存储深度加大，采样率提高，波形捕获率提高，还是没能像模拟示波器一样提供亮度等级等信息，但比起数字存储示波器已经进步很多。

图2-2 在数字示波器上看到的视频信号

图2-3 数字荧光示波器显示的全电视信号

这种罕见的事件甚至可能是干扰的结果，通过用干扰本身来触发，数字示波器具有显示预触发信息的能力，包括显示干扰的原因。也可能是电路上电的瞬间，但这类信号恰恰是人们最关注的，这时数字示波器就起到很大的作用。

图2-4显示的是某一开关上电的过程，这一过程只有具有高采样率，存储深度很长的示波器才可以捕获下来。

图2-4某一开关上电的全过程

综上，我们需要想利用模拟示波器和数字示波器的各自的优点，根据自己的需求判断使用哪一类型的示波器，这个时候我们就需要用到模数组合示波器，模数组合示波器可以在一台仪器上实现模拟、数字两种示波器的功能，只要用一个按键来切换，使用方便。虽然如今的数字处理技术已经非常发达，但是还是不能放弃模拟仪器，由于他有一些我们数字技术达不到的地方，要让模拟示波器实现数字示波器的某些功能，就要加入其他配件，价钱会翻几倍，而要让数字示波器达到模拟示波器的效果，他对数字信号处理的速度、技术要求太高，短期内不可能普及。所以我们推出了一种折衷的解决方按，方便用户的使用。

模数组合示波器与数字荧光示波器

对于数字荧光示波器，是尽量的将数字示波器具有模拟示波器的余晖显示技术，使看到的波形有三维信息，即时间、幅度、幅度随时间的变化，为了达到这一效果，就需要提高数字示波器的数据处理速度，即提高数字示波器的波形捕获率，所以数字荧光示波器又称为数模示波器。而模数组合示波器是将模拟示波器和数字示波器组合在一起，仍然采用模拟示波器的CRT显像管，单独实现模拟示波器和数字示波器的功能，请注意区别。

模数组合示波器与混合示波器

如上所述模数组合示波器是将模拟示波器与数字示波器简单地组合在一起，通过一个按键来切换，如德国惠美公司生产的HM1508、HM1008等，这台仪器还配有元件测试功能，兼有模拟示波器与数字示波器的功能。而混合示波器是数字示波器与逻辑分析仪的混合，但是可以像操作示波器一样操作逻辑分析仪，即在二个或四个模拟通道的示波器上，附加16个逻辑通道，是模拟信号与数字信号的混合，这种仪器主要是方便嵌入式系统的研发和测试，可以实现同时观察同一信号的模拟特性和数字特性，要与模数组合示波器区别开来。

作者：北京海洋兴业科技有限公司 王乐