示波器基礎知識：波形、圖表和量測讀數

波的類型

您可以將大多數的波分為以下類型：

正弦波。

方波和矩形波。

鋸齒波和三角波。

步進和脈衝形狀。

週期性和非週期性訊號。

同步和非同步訊號。

複合波。

接下來，我們將看看這些類型的波浪中的每一種。

正弦波

出於多種原因，正弦波是基本波形。正弦波具有和諧的數學特性，與您可能在三角函數課程上學習過的正弦形狀相同。

牆上插座中的電壓則以正弦波的形式變化。訊號產生器的振盪器電路產生的測試訊號通常是正弦波。

大多數的交流電源會產生正弦波 (AC 代表交流電，雖然電壓也會交替；DC 代表直流電，這意味著穩定的電流和電壓，例如電池產生的電流和電壓)。阻尼正弦波是一種特殊情況，您可能會在振蕩的電路中看到，但會隨著時間的推移逐漸減弱。

方波和矩形波

方波是另一種常見的波形。基本上，方波是一種定期開啟和關閉 (或變高和變低) 的電壓。方波是測試放大器的標準波。好的放大器會以最小的失真增加方波的振幅。

電視、收音機和電腦電路通常使用方波作為時序訊號。矩形波與方波類似，只是高低時間間隔不等長。這在分析數位電路時尤為重要。

鋸齒波和三角波

鋸齒波和三角波由設計用於線性控制電壓的電路產生，例如類比示波器的水平掃描或電視的光柵掃描。

這些波的電壓位準之間的轉換以恆定速率變化。這些轉換稱為斜波。

步進和脈衝形狀

很少或非週期性出現的步進和脈衝等訊號稱為單次或暫態訊號。

步進表示電壓突然變化，類似於開啟電源開關時看到的電壓變化。

脈衝表示電壓突然變化，類似於您開啟電源開關然後再次關閉時看到的電壓變化。脈衝可能代表透過電腦電路傳輸的一位元資訊，也可能是電路中的故障或缺陷。

一起傳播的脈衝集合建立成脈衝序列。電腦中的數位元件會使用脈衝相互通訊。這些脈衝可以是串列資料串流的形式，也可以使用多條訊號線來表示並列資料匯流排中的值。脈衝在 X 射線、雷達和通訊設備中也很常見。

週期性和非週期性訊號

重複訊號稱為週期訊號，而不斷變化的訊號稱為非週期訊號。靜止影像類似於週期訊號，而電影類似於非週期訊號。

同步和非同步訊號

當兩個訊號之間存在時序關係時，這些訊號即稱為同步訊號。電腦內部的時脈、資料和位址訊號是同步訊號的例子。非同步訊號則是不存在時序關係的訊號。由於觸碰電腦鍵盤上的按鍵與電腦內部的時脈之間不存在時間相關性，因此這些被認為是非同步的訊號。

複合波

一些波形結合了正弦波、方波、步進和脈衝的特性來產生複雜的波形。訊號資訊可以使用振幅、相位和/或頻率變化的形式嵌入。

例如，圖 6 中的訊號雖然是普通的複合視訊訊號，但其是由嵌入低頻包絡中的高頻波形的許多週期組成。在這個例子中，瞭解相對位準和時序關係很重要的步驟。若要查看此訊號，您需要一個示波器來擷取低頻包絡，並以強度分級的方式混合高頻波，以便您可以將奇的整體組合視為可以直覺解釋的影像。

數位螢光示波器 (DPO) 最適合用於檢視複合波，例如圖 6 中所示的視訊訊號。其顯示畫面提供了必要的發生頻率資訊或強度分級，這對於瞭解波形的真正作用而言十分重要。

一些示波器可以採用特殊方式顯示某些類型的複合波形。例如，電信資料可以顯示為眼圖或星座圖：

圖 6: NTSC 複合視訊訊號即是複合波的一個例子。