示波器波形展示了真實的電子信號。在評估示波器性能時，可以考察它顯示與目標信號形狀相同的波形的能力。假設示波器具備足夠的基本技術指標——例如帶寬、采樣率和等頻率響應，示波器應當顯示粗波形還是細波形更好一些？這個問題的答案與大部分工程學問題一樣：“視具體情況而定”。 

現在我們研究一下示波器和信號的屬性，這些屬性有助于用戶確定是粗波形還是細波形。兩個關鍵屬性可使用戶了解他們的示波器顯示目標信號的能力，分別是更新速率和噪聲。

更新速率對波形粗細的影響

更新速率表示示波器在1 秒鐘內采集、處理與顯示的波形數目。更新速率越高，示波器就能更迅速地顯示被測信號。更新速率越低，示波器就會花費更長時間顯示與特定波形相關的細節。目前，示波器的更新速率范圍是在每秒鐘100 萬個波形到幾秒鐘1 個波形。只需更改示波器的設置，同一款示波器就能顯示不一樣的速率范圍。更新速率會受到多個示波器設置的影響，包括更改采集存儲器的深度，這會對存儲器深度帶來極大影響。

讓我們看一個簡單示例。圖1 的上半部分顯示了兩款知名廠商生產的帶寬相等的示波器，示波器持續運行并與完全相同的10 MHz 正弦波連接。其中一款示波器顯示了較粗的波形，另一款顯示了較細的波形。這會導致測量值的不同。哪一種更加精確？兩款示波器的最大區別之一就是更新速率。使用相同的設置，其中一款示波器的更新速率為每秒鐘100 萬個波形，比另一款示波器的更新速率快16,000 倍。 

這一點對波形有何影響？圖1 的下半部分顯示了當開啟無限余輝時，連接同一個信號的兩款示波器會如何顯示。兩款示波器都會構建更長持續時間的圖像。10 秒鐘后，示波器顯示了相同的波形形狀與波形粗細。在這種情況下，數據速率更高的初始示波器能夠顯示更粗的波形，更清晰地表現每個示波器的顯示內容。通過開啟無限余輝，我們能夠快速進行評估。 

圖1. 兩款具有同等帶寬和近似噪聲的示波器連接到同一個信號。兩款示波器的噪聲類似。上面截圖顯示了Tek DPO5104A，它具有極窄的波形，提供更多細節。Agilent DSOX4104A 顯示的波形較寬。為什么有這種區別？原因在于更新速率。

開啟無限余輝并等待10 秒。兩款示波器顯示同樣粗細的波形。安捷倫示波器的更新速率為100 萬個波形/秒，而Tek 示波器在常規模式下的更新速率僅為60 個波形/秒。波形粗細與示波器向初始信號中添加的噪聲數量有關。

圖中文字中英對照

示波器噪聲對波形粗細的影響

示波器測量的精度如何？通常從水平時基的角度看，示波器的測量精度極高，但從垂直時基的角度上看，精度就會顯著降低。原因是什么？一個主要原因是噪聲對測量帶來的干擾。示波器生成的內部噪聲與被測信號耦合，由此造成信號卷積，噪聲在連續樣本中進行數字化、存儲、處理和顯示。示波器的模數轉換器無法區分由示波器產生的噪聲和由實際目標信號產生的噪聲。但是，您可以運行一個簡單的測試，以確定您的示波器對信號添加了多少噪聲。采取特定的設置組合，快速確定您的示波器將會產生多少噪聲，并對兩款示波器進行簡單對比。

圖2.  更新速率相同的兩款示波器連接到同一個信號。兩者所顯示的波形粗細大為不同。原因何在？4 GHz 示波器的噪聲高于500 MHz 示波器。粗細不同的原因在于噪聲。

圖中文字中英對照

圖2 顯示了兩款示波器正在查看同一個10 MHz 正弦波。其中一個示波器顯示了更粗的波形。根據前文的示例，示波器是否因為具備更快的更新速率才能顯示更粗的波形？答案是否定的。兩款示波器在開啟無限余輝時具備相同的更新速率，其中一款示波器仍將顯示更粗的波形，而另一款則是顯示較細波形。區別在于，其中一款示波器的噪聲遠遠高于另一款示波器，噪聲差值會生成更寬的信號。其它的噪聲源包括位于測試設置中的有源和無源探頭。有源探頭一般使用示波器通道中的50 ? 信號路徑，這些路徑的噪聲低于1 M? 信號路徑。