數(shù)字儲(chǔ)存示波器（digital storage oscilloscope——dso），先將輸入的模擬信號(hào)經(jīng)a/d變換為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器ram中；需要顯示時(shí)，讀出ram中的數(shù)據(jù)，通過d/a恢復(fù)為模擬量，顯示在屏幕上。其信號(hào)處理與顯示功能獨(dú)立。
dso使用簡(jiǎn)單，可觀測(cè)觸發(fā)前的信號(hào)。使用x—y方式觀測(cè)波形時(shí)，兩通道幾乎沒有相位差，準(zhǔn)確度高。目前dso基本都采用液晶顯示器等平板顯示器，顯示圖形穩(wěn)定無閃爍，觀測(cè)方便。
1.數(shù)字存儲(chǔ)示波器的組成原理
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的基本原理方框圖如圖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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號(hào)，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(hào)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(hào)，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(hào)。
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。
2.數(shù)字存儲(chǔ)式波器的工作方式
數(shù)字存儲(chǔ)器的功能
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的隨機(jī)存儲(chǔ)器ram按功用可分為信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、參考波形存儲(chǔ)器、測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和顯示緩沖存儲(chǔ)器四種。信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存放模擬信號(hào)取樣數(shù)據(jù)；參考波形存儲(chǔ)器存放參考波形的數(shù)據(jù)；測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存放測(cè)量與計(jì)算的中間數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果；顯示緩沖存儲(chǔ)器存放欲顯示的數(shù)據(jù)。
觸發(fā)工作方式
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的觸發(fā)包括常態(tài)觸發(fā)和預(yù)置觸發(fā)兩種方式。
常態(tài)觸發(fā)——常態(tài)觸發(fā)同模擬示波器基本一樣，可通過面板設(shè)置觸發(fā)電平的幅度和極性，觸發(fā)點(diǎn)可處于復(fù)現(xiàn)波形的任何位置及存儲(chǔ)波形的末端。
預(yù)置觸發(fā)——預(yù)置觸發(fā)是人為設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)在復(fù)現(xiàn)波形上的位置，它是在進(jìn)行預(yù)置之后通過微處理器的控制和計(jì)算功能來實(shí)現(xiàn)的。由于觸發(fā)點(diǎn)位置不同，可以觀測(cè)到觸發(fā)點(diǎn)前后不同區(qū)段上的波形。預(yù)置觸發(fā)對(duì)顯示數(shù)據(jù)的選擇帶來了很大的靈活性。
測(cè)量與計(jì)算工作方式
數(shù)字存儲(chǔ)示波器對(duì)波形參數(shù)的測(cè)量分為自動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)測(cè)量?jī)煞N。自動(dòng)測(cè)量是由示波器自動(dòng)完成測(cè)量工作，并將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式顯示在熒光屏上。光標(biāo)測(cè)量指的是在熒光屏上設(shè)置兩條水平光標(biāo)線和兩條垂直光標(biāo)線，這四條光標(biāo)線可在面板按鍵的控制下移動(dòng)，測(cè)量時(shí)，示波器在測(cè)量程序控制下，根據(jù)光標(biāo)位置來完成測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果顯示在熒光屏上。
面板按鍵操作方式
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的面板按鍵分為執(zhí)行鍵和菜單鍵兩種。按下執(zhí)行鍵后，示波器立即執(zhí)行該項(xiàng)操作。當(dāng)按下菜單鍵時(shí)，在屏幕下方顯示一排菜單，屏幕右方則顯示對(duì)應(yīng)菜單的子菜單，然后按子菜單下所對(duì)應(yīng)的軟鍵執(zhí)行相應(yīng)的操作。
3.數(shù)字存儲(chǔ)式波器的顯示方式
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的顯示方式有基本顯示、抹跡顯示、卷動(dòng)顯示、放大顯示和x—y顯示等，可適應(yīng)不同情況下波形觀測(cè)的需要。
存儲(chǔ)顯示
存儲(chǔ)顯示方式是在一次觸發(fā)形成并完成信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)后，依次將欲顯示的數(shù)據(jù)讀出并進(jìn)行d/a變換，然后將信號(hào)穩(wěn)定地顯示在熒光屏上。
抹跡顯示
抹跡顯示方式適于觀測(cè)一長(zhǎng)串波形中在一定條件下才會(huì)發(fā)生的瞬態(tài)信號(hào)。抹跡顯示時(shí)，應(yīng)先根據(jù)預(yù)期的瞬態(tài)信號(hào)，設(shè)置觸發(fā)電平和極性；觀測(cè)開始后儀器工作在末端觸發(fā)和預(yù)置觸發(fā)相結(jié)合的方式下，當(dāng)信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被裝滿但瞬態(tài)信號(hào)未出現(xiàn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)末端觸發(fā)，一旦出現(xiàn)預(yù)期的瞬態(tài)信號(hào)則立即實(shí)現(xiàn)預(yù)置觸發(fā)，將捕捉到的瞬態(tài)信號(hào)波形穩(wěn)定地顯示在熒光屏上，并存入?yún)⒖疾ㄐ未鎯?chǔ)器中。
卷動(dòng)顯示
卷動(dòng)顯示方式適于觀測(cè)緩變信號(hào)中隨機(jī)出現(xiàn)的突發(fā)信號(hào)，它包括兩種方式，一種是用新波形逐漸代替舊波形，變化點(diǎn)自左向右移動(dòng)；另一種是波形從右端推入向左移動(dòng)，在左端消失。
放大顯示
放大顯示方式適于觀測(cè)信號(hào)波形細(xì)節(jié)，此方式是利用延遲掃描方法實(shí)現(xiàn)的，如圖所示。此時(shí)熒光屏一分為二，上半部分顯示原波形，下半部分顯示放大了的部分。
x—y顯示
x—y顯示方式與通用示波器的顯示方法基本相同，一般用于顯示李沙育圖形。
顯示的內(nèi)插
數(shù)字存儲(chǔ)示波器是將取樣數(shù)據(jù)顯示出來，但采樣點(diǎn)較少時(shí)會(huì)造成視覺誤差，使人看不到正確的波形。數(shù)據(jù)點(diǎn)插入技術(shù)可以解決這一問題。
數(shù)據(jù)點(diǎn)插入技術(shù)主要有線性插入和曲線插入兩種方式。線性插入法僅按直線方式將一些點(diǎn)插入到采樣點(diǎn)之間。曲線式插入法以曲線形式將點(diǎn)插入到采樣點(diǎn)之間，曲線式插入法可以用較少的插入點(diǎn)構(gòu)成非常圓滑的曲線。
4.數(shù)字存儲(chǔ)示波器的特點(diǎn)
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(duì)快速信號(hào)采用較高的速率進(jìn)行取樣和存儲(chǔ)，對(duì)慢速信號(hào)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。
能長(zhǎng)時(shí)間地保存信號(hào)——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(zhǎng)。
先進(jìn)的觸發(fā)功能——它不僅能顯示觸發(fā)后的信號(hào)，而且能顯示觸發(fā)前的信號(hào)，并且可以任意選擇超前或滯后的時(shí)間。
測(cè)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(cè)時(shí)準(zhǔn)確度，采用高分辨率a/d轉(zhuǎn)換器也使幅度測(cè)量準(zhǔn)確度大大提高。
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(cè)量與顯示。還具有自檢與自校等多種自動(dòng)操作功能。
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(cè)試系統(tǒng)。
5.數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要技術(shù)指標(biāo)
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的性能指標(biāo)，主要取決于a/d、d/a和ram。
最高取樣速率——最高取樣速率指單位時(shí)間內(nèi)取樣的次數(shù)，也稱數(shù)字化速率，用每秒鐘完成的a/d轉(zhuǎn)換的最高次數(shù)來衡量。取樣速率愈高，儀器捕捉高頻或快速信號(hào)的能力愈強(qiáng)。
數(shù)字存儲(chǔ)示波器在測(cè)量時(shí)刻的實(shí)時(shí)取樣速率可根據(jù)被測(cè)信號(hào)所設(shè)定的掃描時(shí)間因數(shù)（t/div，即掃描一格所用的時(shí)間）來推算。
存儲(chǔ)帶寬(b)——存儲(chǔ)帶寬與取樣速率fs密切相關(guān)。根據(jù)取樣定理，如果取樣速率大于或等于信號(hào)頻率的2倍，便可重現(xiàn)原信號(hào)。實(shí)際上，為保證顯示波形的分辨率，一般取n=4~10倍或更多，即存儲(chǔ)帶寬。
分辨率——分辨率指示波器能分辨的最小增量。它包括垂直分辨率（電壓分辨率）和水平分辨率（時(shí)間分辨率）。垂直分辨率與a/d轉(zhuǎn)換器的分辨率相對(duì)應(yīng)，常以屏幕每格的分級(jí)數(shù)(級(jí)/div)或百分?jǐn)?shù)來表示。水平分辨率由取樣速率和存儲(chǔ)器的容量決定，常以屏幕每格含多少個(gè)取樣點(diǎn)或用百分?jǐn)?shù)來表示。取樣速率決定了兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，存儲(chǔ)容量決定了一屏內(nèi)包含的點(diǎn)數(shù)。
存儲(chǔ)容量——存儲(chǔ)容量又稱記錄長(zhǎng)度，它由采集存儲(chǔ)器（主存儲(chǔ)器）的最大存儲(chǔ)容量來表示，常以字(word)為單位。
讀出速度——讀出速度是指將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中讀出的速度，常用“(時(shí)間)/div”來表示。