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| 數字示波器 |
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數字示波器是數據採集，A/D轉換，軟件編程等一系列的技術製造出來的高性能示波器。數字示波器一般支持多級菜單，能提供給用戶多種選擇，多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲，實現對波形的保存和處理。 目前高端數字示波器主要依靠美國技術，對於300MHz帶寬之內的示波器，目前國內品牌的示波器在性能上已經可以和國外品牌抗衡，且具有明顯的性價比優勢。
基本信息
中文名； 數字示波器
外文名； Digital oscilloscope
優點； 波形觸發、存儲、顯示、測量、波形數據分析處理等
又稱； 數據採集
簡介
數字示波器，英文名：Digital Oscilloscope數字示波器因具有波形觸發、存儲、顯示、測量、波形數據分析處理等獨特優點，其使用日益普及。由於數字示波器與模擬示波器之間存在較大的性能差異，如果使用不當，會產生較大的測量誤差，從而影響測試任務。
基本概念
帶寬是示波器最重要的指標之一。模擬示波器的帶寬是一個固定的值，而數字示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實時帶寬兩種。數字示波器對重複信號採用順序採樣或隨機採樣技術所能達到的最高帶寬為示波器的數字實時帶寬，數字實時帶寬與最高數字化頻率和波形重建技術因子K相關（數字實時帶寬=最高數字化速率/K），一般並不作為一項指標直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出，模擬帶寬只適合重複周期信號的測量，而數字實時帶寬則同時適合重複信號和單次信號的測量。廠家聲稱示波器的帶寬能達到多少兆，實際上指的是模擬帶寬，數字實時帶寬是要低於這個值的。例如說TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz，實際上是指其模擬帶寬為500MHz，而最高數字實時帶寬只能達到400MHz遠低於模擬帶寬。所以在測量單次信號時，一定要參考數字示波器的數字實時帶寬，否則會給測量帶來意想不到的誤差。
有關採樣速率 採樣速率也稱為數字化速率，是指單位時間內，對模擬輸入信號的採樣次數，常以MS/s表示。採樣速率是數字示波器的一項重要指標。
1.如果採樣速率不夠，容易出現混迭現象
如果示波器的輸人信號為一個100KHz的正弦信號，示波器顯示的信號頻率卻是50KHz，這是怎麼回事呢？這是因為示波器的採樣速率太慢，產生了混迭現象。混迭就是屏幕上顯示的波形頻率低於信號的實際頻率，或者即使示波器上的觸發指示燈已經亮了，而顯示的波形仍不穩定。混迭的產生如圖1所示。那麼，對於一個未知頻率的波形，如何判斷所顯示的波形是否已經產生混迭呢？可以通過慢慢改變掃速t/div到較快的時基檔，看波形的頻率參數是否急劇改變，如果是，說明波形混迭已經發生；或者晃動的波形在某個較快的時基檔穩定下來，也說明波形混迭已經發生。根據奈奎斯特定理，採樣速率至少高於信號高頻成分的2倍才不會發生混迭，如一個500MHz的信號，至少需要1GS/s的採樣速率。有如下幾種方法可以簡單地防止混迭發生：
·調整掃速；
·採用自動設置（Autoset）；
·試着將收集方式切換到包絡方式或峰值檢測方式，因為包絡方式是在多個收集記錄中尋找極值，而峰值檢測方式則是在單個收集記錄中尋找最大最小值，這兩種方法都能檢測到較快的信號變化。
·如果示波器有Insta Vu採集方式，可以選用，因為這種方式採集波形速度快，用這種方法顯示的波形類似於用模擬示波器顯示的波形。
2.採樣速率與t/div的關係
每台數字示波器的最大採樣速率是一個定值。但是，在任意一個掃描時間t/div，採樣速率fs由下式給出：
fs=N/(t/div) N為每格採樣點
當採樣點數N為一定值時，fs與t/div成反比，掃速越大，採樣速率越低。下面是TDS520B的一組掃速與採樣速率的數據：
表1掃速與採樣速率
t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25
綜上所述，使用數字示波器時，為了避免混迭，掃速檔最好置於掃速較快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，掃速檔則最好置於主掃速較慢的位置。
數字示波器的上升時間 數字示波器的上升時間
在模擬示波器中，上升時間是示波器的一項極其重要的指標。而在數字示波器中，上升時間甚至都不作為指標明確給出。由於數字示波器測量方法的原因，以致於自動測量出的上升時間不僅與採樣點的位置相關，如圖2中a表示上升沿恰好落在兩採樣點中間，這時上升時間為數字化間隔的0.8倍。圖2中的b的上升沿的中部有一採樣點，則同樣的波形，上升時間為數字化間隔的1.6倍。另外，上升時間還與掃速有關，下面是TDS520B測量同一波形時的一組掃速與上升時間的數據：
表2掃速與上升時間
t/div（ms）502010521tr(μs)800320160803216
由上面這組數據可以看出，雖然波形的上升時間是一個定值，而用數字示波器測量出來的結果卻因為掃速不同而相差甚遠。模擬示波器的上升時間與掃速無關，而數字示波器的上升時間不僅與掃速有關，還與採樣點的位置有關，使用數字示波器時，我們不能象用模擬示波器那樣，根據測出的時間來反推出信號的上升時間。
自動檢定
隨着電子技術的發展，數字示波器憑藉數字技術和軟件大大擴展了工作能力，早期產品的取樣率低、存在較大死區時間、屏幕刷新率低等不足得到較大改善，以前難以觀察的調製信號、通訊眼圖、視頻信號等複合信號越來越容易觀察。數字示波器可以對數據進行運算和分析，特別適合於捕獲複雜動態信號中產生的全部細節和異常現象，因而在科學研究、工業生產中得到了廣泛的應用。為了讓示波器工作在合格的狀態，對示波器定期、快速、全面的檢定，保證其量值溯源，是擺在測試工程師面前的一項緊迫任務。
手工檢定效率低，容易出錯，對每一種示波器的檢定需要測試工程師翻閱大量的資料；自動測試系統具有準確快速地測量參數、直觀地顯示測試結果、自動存儲測試數據等特性，是傳統的手工測試無法達到的。用自動測試系統實現對示波器的程控檢定將會是儀器檢定的趨勢。
GPIB、VXI、PXI是自動測試系統標準總線，GPIB以性能穩定、操作方便、價格低廉贏得用戶的認可。這裡選用了GPIB作為測試系統的總線。
硬件設計
基於GPIB的數字示波器自動檢定系統的硬件由GPIB控制器、FLUKE5500A、被檢定數字示波器和PC機以及打印機等外圍設備組成。
GPIB接口控制器 1.1.1 GPIB總線
GPIB是惠普公司於20世紀60年代末、70年代初開發的實用儀器接口系統。由於對測試儀器的控制很方便，並且具有較高的傳輸速度（1Mbps）,GPIB於1975年被定為IEEE488標準，1987年修定為IEEE488.1—1987。GPIB總線是數字化的24腳並行總線，有8根線是地線和屏蔽線，另外16根線是TTL電平信號傳輸線，包括8根數據線、5根接口管理線和3根數據傳輸控制線。GPIB使用8位並行、字節串行、異步通訊方式，所有字節通過總線順序傳送。
GPIB系統設備有控者、講者和聽者三種屬性。實際設備具有其中的一種、兩種或三種。作為控者，它可以通過尋址指定連接到總線上具有講者屬性的器件成為講者和具有聽者屬性的器件作為聽者，包括指定它自己。講者能通過總線向其他器件發送數據。聽者能從總線上接收講者發送的數據。一般來說在GPIB系統中計算機是控者，具有講、聽、控三種屬性。為避免總線衝突，IEEE488規定一次只能有一個講者，但可以同時有幾個聽者。由於GPIB系統中各器件的工作速度可能相差懸殊，為了保證多線消息能夠雙向、異步、可靠地傳輸，GPIB母線中設置了三條握手線，分別為數據有效線、未準備好接收線和未收到數據線。
1.1.2 BC-1402-2接口控制器
在本系統中採用的GPIB控制器是貝卡科技公司開發的BC-1401-2型USB-GPIB接口控制器，它帶有USB接口，把USB總線轉換成GPIB總線，操作GPIB儀器。其特點是：完全符合IEEE488.1和IEEE488.2國際標準，支持PCI、USB、Ethernet工業標準；數據傳輸率為900kbps,適合PC機與儀器之間的高速數據傳輸；提供了一套I/O GPIB操作函數庫，其函數與ISA總線的ES1400系列接口控制器相同；提供了一套符合VPP規範的虛擬儀器軟件架構VISA(Virtual Instrument Software Architecture)函數庫,實現了凡是採用VISA函數開發的應用程序，在更換不同廠家的不同型號的GPIB接口控制器時，應用程序不需要作任何修改；該接口控制器可以用C/C++、VC++、VB、LabView、LabWindows/CVI、HP-VEE、Delphi等多種語言編制測試程序，方便而靈活。
FLUKE5500A FLUKE5500A是美國福祿克公司的一款高性能的多功能校準儀，可以對手持式和台式多用表、示波器、示波表、功率計、電子溫度表、數據採集器、功率諧波分析儀、過程校準器等多種儀器進行校準。FLUKE5500A提供了GPIB（IEEE-488）、RS-232、5725A三種標準接口；在安全性方面滿足IEC 1010-1（1992-1）、ANSI/ISA-S82.01-1994、CAN/CSA-C22.2NO.1010.1-92標準；FLUKE5500A輸出電壓可以達到1100V，電流輸出可達11A，可以提供直流電壓和電流、交流電壓和電流的多種波形和諧波，同時輸出兩路電壓，或者是一路電壓和一路電流，模擬功率、電阻、電容熱電偶和RTD。其示波器校準件還提供了穩幅正弦波、快沿、時間標記和幅度信號。
主控PC PC作為系統的「主控者」，通過發布命令給GPIB接口控制器實現對FLUKE5500A和被檢定示波器的控制，主要包括以下幾個方面的內容：儀器的初始化、復位、儀器參數設置；命令FLUKE5500A產生標準信號，同時被檢示波器顯示；讀取/保存儀器數據並傳給PC等。
軟件設計
軟件平台的選擇 軟件是本數字示波器自動檢定系統的核心，軟硬件能否穩定、協調地工作是系統能夠對數字示波器快速、可靠檢定的基礎。本系統採用性能穩定的Windows2003 Server操作系統、SQL Sever2005(開發版)數據庫以及Visual. NET2005作為開發平台，以C/C++作為編程語言，同時在驅動程序方面選用NI公司的Lab Windows/CVI7.0做部分程序的驅動開發。同時採用MAX（Measurement&Automation）作為IVI驅動配置程序。
關鍵技術VISA和IVI VISA是VXI plug&play聯盟制定的I/O接口軟件標準。制定VISA的目的是確保不同廠商、不同接口標準的儀器能相互兼容、可以通訊和進行數據交換。其顯著特點是：VISA是採用了先進的面向對象編程思想來實現的；它是當前所有儀器接口類型功能函數的超集成，而且十分簡潔，只有90多個函數；VISA作為標準函數，與儀器的I/O接口類型無關，方便程序移植。對於驅動程序、應用程序開發者而言，VISA庫函數是一套可以方便調用的函數，可以控制各種設備如GPIB、VXI、PXI等。
IVI（Interchangeable Virtual Instrument）是IVI基金會為了進一步提高儀器驅動程序的可執行性能，達到真正意義上的儀器互換，實現應用程序完全獨立於硬件而推出的儀器驅動程序編程接口。IVI系統由IVI類驅動程序、具體驅動程序、IVI引擎、IVI配置實用程序、IVI配置信息文件五部分組成。類驅動程序實現了上層統一功能的封裝，面對的是操作者，而具體驅動程序完成與具體儀器的通信。測試程序是調用類驅動程序，用類驅動程序調用具體驅動程序來實現測試程序和硬件的無關性。IVI引擎完成狀態緩存、儀器屬性跟蹤、分類驅動程序到具體驅動程序的映射功能。IVI配置實用程序是採用軟件MAX創建和配置IVI邏輯名，在測試程序中通過傳送邏輯名給一個分類驅動程序初始化函數，將操作映射到具體儀器及儀器驅動程序。IVI配置信息文件記錄了所有邏輯名和從類驅動程序到具體儀器驅動程序的映射信息。其結構如圖2所示。
測試軟件架構
2.3.1 測試軟件模塊
測試軟件分為測試數據管理模塊、測試參數管理模塊、測試程序模塊三部分。測試數據管理模塊是管理對儀器的檢定日期、檢定人員、對具體儀器的已檢定項目、檢定的數據等。測試參數管理是在數據庫中管理具體儀器的各檢定項、檢定項的標準值等。測試程序模塊是根據用戶在軟面板上選定的測試參數，調用相應的測試儀器進行測試，把測試數據和數據庫中的標準相比較，判斷是否合格。
2.3.2 測試軟件結構化流程
在開機系統自檢後，檢定操作員在軟件界面上選擇/輸入需要檢定的儀器型號，程序由儀器型號在數據庫中調出相應的檢定項目、被檢項目的標準值、被檢儀器與FLUKE5500A和GPIB控制器的連接圖。檢定員按連接圖（FLASH動畫）連接儀器，在確認連接正確後，檢查是否有IVI驅動程序，在安裝驅動程序後運行MAX配置工具，完成配置後即可運行相應的測試程序，把測試結果保存到數據庫，並打印相應的合格/不合格報告。其流程圖見圖3。
開發IVI驅動程序 對於IVI儀器，廠家會提供IVI驅動程序只需要編寫少量代碼即可實現對儀器的檢定，主程序簡單，便於管理。IVI基金會的目標是支持95%的儀器。基於IVI技術的數字儀器的檢定將會是儀器檢定的必然之路。
但是並不是所有的儀器都支持IVI。對於非IVI儀器，使用LabWindows/CVI中的IVI驅動開發嚮導把儀器程控命令樹中所有底層命令封裝成一系列帶有圖像面板的高層函數，完成IVI驅動程序的開發，使它成為IVI儀器。其特點是前期開發IVI驅動程序工作量大，但是後期測試程序開發和維護工作量少。
數據庫管理 數據庫管理主要包括用戶管理、被檢儀器型號管理、檢定項目管理、檢定報告管理、檢定項目指標管理以及數據查詢6個模塊。
應用實例
應用本方法組建的測試系統對IVI儀器Hp54815等進行了檢定，對非IVI儀器XJ4321等開發了IVI驅動程序，對其垂直靈敏度、瞬態響應、穩態響應、掃描時間因素誤差、掃描時間因素線性誤差5項內容進行檢定，保存檢定結果並打印檢定證書。實踐證明：檢定過程變得快速和簡單；自動檢定和人工檢定的結果是一致的。
本文介紹的數字示波器檢定系統以GPIB為總線，綜合運用了IVI技術和數據庫技術實現數字示波器的自動檢定，具有操作方便、可擴展性強、工作穩定性好的特點，為組建功率計、頻譜分析儀、任意波形/函數發生器、數字多用表的綜合數字儀器自動檢定系統提供了參考。
如何使用
數字示波器因具有波形觸發、存儲、顯示、測量、波形數據分析處理等獨特優點，其使用日益普及。由於數字示波器與模擬示波器之間存在較大的性能差異，如果使用不當，會產生較大的測量誤差，從而影響測試任務。
區分模擬帶寬和數字實時帶寬
帶寬是示波器最重要的指標之一。模擬示波器的帶寬是一個固定的值，而數字示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實時帶寬兩種。數字示波器對重複信號採用順序採樣或隨機採樣技術所能達到的最高帶寬為示波器的數字實時帶寬，數字實時帶寬與最高數字化頻率和波形重建技術因子K相關（數字實時帶寬=最高數字化速率/K），一般並不作為一項指標直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出，模擬帶寬只適合重複周期信號的測量，而數字實時帶寬則同時適合重複信號和單次信號的測量。廠家聲稱示波器的帶寬能達到多少兆，實際上指的是模擬帶寬，數字實時帶寬是要低於這個值的。例如說TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz，實際上是指其模擬帶寬為500MHz，而最高數字實時帶寬只能達到400MHz遠低於模擬帶寬。所以在測量單次信號時，一定要參考數字示波器的數字實時帶寬，否則會給測量帶來意想不到的誤差。
有關採樣速率
採樣速率也稱為數字化速率，是指單位時間內，對模擬輸入信號的採樣次數，常以MS/s表示。採樣速率是數字示波器的一項重要指標。
1.如果採樣速率不夠，容易出現混迭現象
如果示波器的輸人信號為一個100KHz的正弦信號，示波器顯示的信號頻率卻是50KHz，這是怎麼回事呢？這是因為示波器的採樣速率太慢，產生了混迭現象。混迭就是屏幕上顯示的波形頻率低於信號的實際頻率，或者即使示波器上的觸發指示燈已經亮了，而顯示的波形仍不穩定。混迭的產生如圖1所示。那麼，對於一個未知頻率的波形，如何判斷所顯示的波形是否已經產生混迭呢？可以通過慢慢改變掃速t/div到較快的時基檔，看波形的頻率參數是否急劇改變，如果是，說明波形混迭已經發生；或者晃動的波形在某個較快的時基檔穩定下來，也說明波形混迭已經發生。根據奈奎斯特定理，採樣速率至少高於信號高頻成分的2倍才不會發生混迭，如一個500MHz的信號，至少需要1GS/s的採樣速率。有如下幾種方法可以簡單地防止混迭發生：
·調整掃速；
·採用自動設置（Autoset）；
·試着將收集方式切換到包絡方式或峰值檢測方式，因為包絡方式是在多個收集記錄中尋找極值，而峰值檢測方式則是在單個收集記錄中尋找最大最小值，這兩種方法都能檢測到較快的信號變化。
·如果示波器有Insta Vu採集方式，可以選用，因為這種方式採集波形速度快，用這種方法顯示的波形類似於用模擬示波器顯示的波形。
2.採樣速率與t/div的關係
每台數字示波器的最大採樣速率是一個定值。但是，在任意一個掃描時間t/div，採樣速率fs由下式給出：
fs=N/(t/div) N為每格採樣點
當採樣點數N為一定值時，fs與t/div成反比，掃速越大，採樣速率越低。下面是TDS520B的一組掃速與採樣速率的數據：
表1掃速與採樣速率
t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25
綜上所述，使用數字示波器時，為了避免混迭，掃速檔最好置於掃速較快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，掃速檔則最好置於主掃速較慢的位置。
數字示波器的上升時間
在模擬示波器中，上升時間是示波器的一項極其重要的指標。而在數字示波器中，上升時間甚至都不作為指標明確給出。由於數字示波器測量方法的原因，以致於自動測量出的上升時間不僅與採樣點的位置相關，如圖2中a表示上升沿恰好落在兩採樣點中間，這時上升時間為數字化間隔的0.8倍。圖2中的b的上升沿的中部有一採樣點，則同樣的波形，上升時間為數字化間隔的1.6倍。另外，上升時間還與掃速有關，下面是TDS520B測量同一波形時的一組掃速與上升時間的數據：
表2掃速與上升時間 t/div（ms）502010521tr(μs)800320160803216
由上面這組數據可以看出，雖然波形的上升時間是一個定值，而用數字示波器測量出來的結果卻因為掃速不同而相差甚遠。模擬示波器的上升時間與掃速無關，而數字示波器的上升時間不僅與掃速有關，還與採樣點的位置有關，使用數字示波器時，我們不能象用模擬示波器那樣，根據測出的時間來反推出信號的上升時間。
優點缺點
優點 1.體積小、重量輕，便於攜帶，液晶顯示器
2.可以長期貯存波形，並可以對存儲的波形進行放大等多種操作和分析
3.特別適合測量單次和低頻信號，測量低頻信號時沒有模擬示波器的閃爍現象
4.更多的觸發方式，除了模擬示波器不具備的預觸發，還有邏輯觸發、脈衝寬度觸發等
5.可以通過GPIB、RS232、USB接口同計算機、打印機、繪圖儀連接，可以打印、存檔、分析文件
6.有強大的波形處理能力，能自動測量頻率、上升時間、脈衝寬度等很多參數
缺點 1.失真比較大，由於數字示波器是通過對波形採樣來顯示，採樣點數越少失真越大，通常在水平方向有512個採樣點，受到最大採樣速率的限制，在最快掃描速度及其附近採樣點更少，因此高速時失真更大。
2.測量複雜信號能力差，由於數字示波器的採樣點數有限以及沒有亮度的變化，使得很多波形細節信息無法顯示出來，雖然有些可能具有兩個或多個亮度層次，但這只是相對意義上的區別，再加上示波器有限的顯示分辨率，使它仍然不能重現模擬顯示的效果。
3.可能出現假象和混淆波形，當採樣時鐘頻率低於信號頻率時，顯示出的波形可能不是實際的頻率和幅值。數字示波器的帶寬與取樣率密切相關，取樣率不高時需藉助內插計算，容易出現混淆波形。
摺疊編輯本段技術參數
垂直系統 DPO3012 DPO3014 DPO3032 DPO3034 DPO3052 DPO3054 輸入通道數量 2 4 2 4 2 4
模擬帶寬（-3dB） 100 MHz 100 MHz 300 MHz 300 MHz 500 MHz 500 MHz 計算的上升時間
5 mV/div （典型值） 3.5 ns 3.5 ns 1.17 ns 1.17 ns 700 ps 700 ps
硬件帶寬極限 20 MHz 或150 MHz
輸入耦合 AC, DC, GND
輸入阻抗 1 MΩ ± 1%, 75Ω ± 1%, 50Ω ± 1%
輸入靈敏度範圍
1 MΩ 1 mV/div -10 V/div
輸入靈敏度範圍
75Ω, 50Ω 1 mV/div - 1 V/div
垂直分辨率 8 位（採用Hi-Res 時11 位）
最大輸入電壓， 1 MΩ 300 VRMS, 峰值≤± 450 V
最大輸入電壓
75Ω, 50Ω 5 VRMS, 峰值≤± 20 V
DC 增益精度 ± 1.5%, 偏置設為0 V
偏置範圍 1 MΩ 50Ω, 75Ω
1 mV/div - 99.5 mV/div ± 1 V ± 1 V
100 mV/div - 995 mV/div ± 10 V ± 5 V
1 V/div ± 100 V ± 5 V
1.01 V/div - 10 V/div ± 100 V NA
通道到通道隔離度
（任何兩條垂直標度相等的通道） 在≤ 100 MHz 時≥ 100:1, > 100 MHz 到額定帶寬時≥ 30:1
[1] Lab Windows/CVI Instrument Driver Developer Guide[Z]. Agilent 2003 Edition 370699A-01.
[2] NI. Lab Windows/CVI Programmer’s reference manual
.Austin(USA)，1998.
[3] The VISA library[M]. VXI Plug&Play System Alliance,Austin(USA) ,1998.
[4] 5500A Multi-Product Calibrator Programmer Reference Guide[M], Fluke Corporation，1999.
[5] 張毅剛.自動測試系統[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社,2001.
[6] 李石君.現代數據庫系統及應用教程. 武漢：武漢大學出版社，2005，1.
發展及應用
數字示波器自上個世紀七十年代誕生以來，其應用越來越廣泛，已成為測試工程師必備的工具之一。隨着近幾年來電子技術取得突破性的發展，全世界數字示波器市場進一步擴大，而作為在世界經濟發展中扮演重要角色的中國，飛速發展的電子產業也催生了更龐大的數字示波器需求市場。
面對如此龐大的市場，世界以及中國本土示波器製造商一方面增強中國市場的進軍力度，另一方面也緊貼市場的需求，最大程度的滿足用戶的實際使用需求。RIGOL(北京普源精電科技發展有限公司)總經理李維森指出：目前新的技術應用越來越多，測試要求也越來越高，誰能不斷滿足用戶不斷變化的測試需求，誰就能贏得市場。
不斷滿足行業應用新標準
一些業內主要廠商，例如微軟，Intel，三星或者西門子等等，他們在實現各自的遠景目標過程中都會藉助很多的行業新標準。就拿PC來說，一個PC內所含的新標準不下二十種。作為測試平台的提供者，為PC行業的用戶提供測試方案時，就必須考慮這二十多種新的行業標準並根據這些標準為PC行業的用戶分別提供測試軟件和解決方案。在今後的通信和娛樂消費電子行業，特別是電源設計領域，新的應用和標準不斷湧現，電子設計工程師在技術開發的過程中每天都要面臨着這些新技術所帶來的挑戰。示波器製造企業就需要針對這些新的標準推出自己的解決方案和工具，從而幫助用戶基於這些新的技術開發出新的產品，而這些產品最終能夠促進整個電子行業的發展。
在與國外測試測量巨頭的博弈中，示波器領域，中國企業已取得非常大的突破。RIGOL公司作為中國儀器界崛起的生力軍，繼DS5000系列數字示波器創下銷售佳績，獲得專業人士好評之後，於2006年初又投下一顆重磅炸彈，推出一款性能卓著的緊湊型數字存儲示波器――DS1000系列。DS1000系列在性能上不僅全面超過國外同類產品，打破了在這個領域國外產品一統天下的局面，同時又在原DS5000系列產品上大膽創新，使DS1000系列成為為數不多體積小巧、功能強大、性能卓越的低端數字示波器，彌補了國內空白。
在很多生產領域，數字產品離不開模擬產品的配合，各種新型應用對模擬產品提出了新要求，同時也影響着模擬產品的發展方向。以目前市場熱點3G手機為例，其實數字算法問題早已解決，但電源待機時間、聲音效果、背光等還不能滿足用戶的需求，而這些都屬於模擬技術的範疇。
此外，信號傳輸在現代工程中是很重要的一個技術環節，通常使用多芯電纜將模擬信號和數字信號獨立多線傳輸。但在信號傳輸中，數字信號將對模擬信號產生干擾，目前採用的解決方法是可以設計這樣一個系統：利用單片機來實現模擬信號和數字信號在單線中的混合傳輸。而這其中的測試和調試就要求示波器必須能構對數字信號和模擬信號同時進行分析和顯示。使用DS1000示波器可以同時採集16路輸入DAC(數模轉換器)的數字信號和兩路輸出的模擬信號。這一性能給數字模擬混合信號的開發、測量和調試帶來了極大的方便。
李維森表示，RIGOL近幾年中之所以能夠快速增長，其中的一個重要原因就是利用強大的本土優勢，能很好地應對來自客戶和整個行業的一系列新標準，結果就是用戶能夠更快更好地完成他們的工作。
功能集成趨勢明顯
有關專家指出，在今後幾年中，高速數據系統的設計和開發還將面臨着一個非常重要的發展趨勢，這就是不論是開發未來的手機、計算機系統還是高速通信系統，用戶會越來傾向於同時使用一台示波器和一台頻譜分析儀，來同時從不同的角度全方位地捕獲和分析系統中的信號，從而解決來源於不同角度的問題。今後市場的發展讓示波器需要面對更多的應用，因此示波器的多功能集成對於測試供應商來說更為重要。所以企業在開發測試平台時不僅要提供多功能硬件平台，同時也通過提供合理的應用軟件來豐富測試平台，能夠去面對各種複雜的測試任務。
目前國內外示波器製造商都在向這個方向發展。RIGOL新近推出的DS1000系列數字示波器具有相當卓越的性能指標和眾多強大的功能。DS1000系列是目前市場上唯一包含了邏輯分析模塊的低端數字示波器，不僅如此它還具備豐富的觸發功能和獨一無二的可調觸發靈敏度，用戶可用一台示波器同時觀測模擬和數字信號，並可以在各種複雜信號中穩定觸發;顯示器採用16位彩色TFT液晶顯示系統，使波形顯示更加清晰;DS1000存儲深度最大可達1M，正常模式也可達到512K。
除了以上創新功能外，DS1000還具有諸如模擬顯示、數字濾波器、波形錄製、波形亮度調節、USBHOST功能，並支持U盤和USB接口打印機，滿足客戶多方面的操作需求。使用戶在測試過程中，真正達到一次多測量的功能需求。
專家強調，電子新技術的發展，使得工程師的測試工作越來越繁瑣，也使得他們的任務越來越重，很明顯這些工程師更趨向於能夠一次可以實現多測試功能，節省工作時間，提高工作效率的數字示波器。
在多功能的應用中，觸發功能顯得非常重要，示波器觸發決定了利用示波器能夠捕獲、觀看和測量的信號。觸發系統的技術指標體現了一個簡單的問題：在頻率範圍頂部附近捕獲信號時，對信號振幅的要求則是觸發靈敏度與模擬採樣帶寬相匹配。
在工程師的日常工作中，經常要觀察一些特殊信號的變化過程，但是之前所使用的示波器只具有上升或下降沿觸發的功能，並且只針對單個信號。DS1000系列示波器的觸發方式有一種就是上升&下降沿觸發，解決了這個難題。斜率觸發是根據信號的上升/下降時間的快慢來判斷觸發，相比邊沿觸發更加靈活和準確。而DS1000系列示波器的觸發功能中，交替觸發功能顯示出了明顯的優勢。交替觸發功能是模擬示波器的功能在數字示波器中的重現，這一功能保證了即使是兩個非同步信號，也能夠同時穩定的觸發，大大提高了工作效率。
趨於美觀、更具移動性
當一個行業以及產品發展到極度成熟的時候，實用性與藝術性都會同時體現出來。當代數字示波器除了追求強大的功能以外，外觀精美、款式小巧，便於移動也成為發展的一個趨勢。
具有強大功能的DS1000系列最直觀的特點就是它的超薄設計和精巧外觀。多年來，示波器製造商一直遵循CRT領域的設計規則，示波器在體積方面要能夠適應深CRT和相關電子器件。這導致其包裝很大、通常也很笨重，很難移動或很難安放在工程師的工作檯上。而DS1000系列緊湊的內部結構使得其厚度僅僅只有154mm，體積是同類產品的1/3左右。小巧的體積大大減少了桌面的占用面積，非常適合擁擠的工作檯使用，而且便於攜帶。不僅如此，外觀完美的圓弧曲線設計、精緻的按鈕大大增加了機器的美感和觸感。[1]