----------------------------------------------------------------------------------------------------

Смотрите также:

Осциллографы. Основные принципы измерений. Часть 2

Осциллографы. Основные принципы измерений. Часть 3

----------------------------------------------------------------------------------------------------

С первого номера нашего журнала мы начинаем публикацию серии статей, посвящённых, без сомнения, самым универсальным электронным инструментам осциллографам. Необходимость в этом назрела давно. Насколько я помню, в программу обучения советских школ (ВУЗов) не входили курсы по этому виду приборов, а именно: зачем и для чего эти самые осциллографы нужны, практические аспекты их применения, а уж тем более алгоритмы анализа сигналов. Не думаю, что и в украинских школах, техникумах, институтах осциллографам уделяется должное внимание. Как результат:
частенько встречаются инженеры по эксплуатации электронного (технологического) оборудования, которые очень смутно представляют себе, что есть такое осциллограф и какая от него польза.
С развитием цифровых технологий, необходимость в предоставлении заинтересованным читателям такого рода материалов возросла кратно. Появился новый вид электронного инструментария: цифровые запоминающие, люминесцентные, стробоскопирующие осциллографы. При этом огромный парк аналоговых осциллографов продолжает присутствовать. Более того, аналоговые модели, обладая достоинствами недоступными их цифровым "коллегам", прошли и проходят этапы модернизации, обрели функции запоминания результатов и целый ряд постоянно совершенствующихся полнофункциональных программных опций.
В своих публикациях автор постарается донести все эти нюансы до читателя. Комментарии и поправки только приветствуются. Жизнь не стоит на месте. Возможно, что-то автором было упущено что-то недостаточно прояснено, что-то неточно выражено. В таком случае, хочу лишь сослаться на древних римлян, которые говорили: Feci quod potui, faciant meliora potentes т.е. я сделал всё, что смог,
пусть те, кто могут, сделают лучше.
Автор выражает свою глубокую благодарность компании Tektronix, Inc. - мирового лидера в разработке и производстве осциллографов за ряд материалов, любезно предоставленных для публикации.

Введение

Любые движения в природе имеют форму синусоиды, будь то океанские приливы, землетрясения, раскаты грома, ударные волны взрыва, просто звуковые волны, проходящие через воздушную среду, либо природная частота, присущая любому движущемуся телу. Энергия, вибрирующие частицы и другие недоступные глазу силы наполняют всю обитаемую Вселенную. Даже свет, состоящий частично
из частиц, частично из волн, обладает базовой частотой, воспринимаемой нами в виде цвета.
Сенсоры - устройства, способные конвертировать все эти силы в электрические сигналы, которые могут быть видимы и изучаемы при помощи прибора, называемого осциллограф. Осциллографы дают возможность учёным, инженерам, техникам, преподавателям и др. реально "видеть" события, изменяющиеся во времени. Осциллографы - незаменимый инструмент для тех, кто проектирует, производит или ремонтирует электронное оборудование. В современном быстро изменяющемся мире, специалистам необходимо иметь самое лучшее оборудование для быстрого и точного решения своих насущных, связанных с измерениями задач. Будучи "глазами" инженеров в мир электроники, осциллографы являются ключевым инструментарием при изучении внутренних электронных процессов.
Применимость осциллографов не ограничивается лишь миром электроники. При задействовании соответствующего преобразователя, осциллографы способны измерять любые природные явления. Преобразователь - устройство, генерирующие электрические сигналы в ответ на какое-либо физическое воздействие, такое как звук, механический удар, давление, свет или тепло. Например, микрофон представляет собой преобразователь звука в электрический сигнал. На рис. 1 приведён пример
получения необходимых данных для исследований природы света, которые добываются при помощи осциллографа.
Осциллографы используют все: от физиков-ядерщиков до механиков, ремонтирующих простейшие телевизоры. Инженеры-эксплуатационники автомобилей используют осциллографы для измерений вибраций двигателей. Хирурги - для измерений волн, генерируемых человеческим мозгом.
Возможности прибора под названием осциллограф - бесконечны. Концепции, представленные в этом
цикле публикаций об осциллографах, закладывают у заинтересованных читателей отличный базис для понимания сущности этих приборов и фундаментальных принципах, на которых строится их функционирование.
При описании режимов работы осциллографов невозможно обойтись без прикладных терминов и понятий. Такие слова будут маркироваться "звёздочкой" с последующим их толкованием внизу страницы. Тем самым, автор публикаций стремится к тому, чтобы читатель смог понимать суть им читаемого при этом обходясь без специального образования в области электроники или математики.
После прочтения этого цикла публикаций, неискушенный читатель сможет:
Ясно представлять себе как работает осциллограф;
Обрести понимание в разнице между аналоговыми, цифровыми запоминающими, цифровыми люминесцентными осциллографами и дискретизирующими осциллографами;
Представлять себе какие существуют в природе типы электрических
волн;
Детально ознакомиться с основными органами управления осциллографов;
На практике осуществить простейшие измерения (например, в лаборатории ООО "НВП Оракул", г. Киев, Украина, www.oracul.kiev.ua);
Необходимо знать, что к любому осциллографу прилагается т.н. Инструкция пользователя, предоставляющая более детальную информацию о том, как эксплуатировать конкретный осциллограф в повседневной деятельности. Некоторые производители осциллографов также предоставляют различные описания прикладных функций своих приборов в целях максимальной оптимизации режимов их использования при решении специфических задач.
Если вам потребуется дополнительная помощь при чтении предлагаемого материала, либо у вас появятся собственные комментарии, просьба обращаться к специалистам ООО "НВП Оракул", либо найти ответы на интересующие вас вопросы на сайте
www.oracul.kiev.ua

Рисунок 1.

Целостность сигнала
Значимость понятия Целостности сигнала

Ключевым фактором любой осциллографической системы является её способность точно восстанавливать форму сигнала, - термин, известный как целостность (или достоверность) сигнала. Осциллограф подобен фотоаппарату, захватывающим изображения (в нашем случае - сигналы), которые мы затем можем рассматривать и толковать их суть. Три ключевых момента лежат в основе понятия Целостности сигнала:

Когда делается "фотография" картинки, можно ли считать, что то, что
на ней изображено, является достоверным воспроизведением того, что самом деле произошло?

Достаточно ли чётко получилось выведенное на экран прибора изображение или оно затуманенное?

Какое количество достоверных картинок о событиях можно получить в секунду?

Взятые вместе все вышеперечисленные факторы, а именно различные функции осциллографа на тех или иных режимах работы, вносят свой вклад в его кумулятивную способность отражать на экране наиболее достоверную информацию о целостности исследуемого сигнала. Пробники (или щупы)
также оказывают воздействие на точность измерений прибора.
Понятие Целостности сигнала оказывает воздействие на многие отрасли экономики, связанные с проектированием электронных устройств. Но до недавнего времени, это понятие не представляло собой проблему для разработчиков. Они полагались на существующие логические схемы, функционирующих по принципу булевых цепей, чем на самом деле эти схемы и являлись. Сильно зашумлённые, перегонные сигналы возникли в разработках с высокоскоростными процессами, что сразу же явилось предметом беспокойства для инженеров-проектантов радиочастотных (РЧ) устройств. Ранее цифровые системы коммутировались медленно, сигналы стабилизировались предсказуемо.
С того времени тактовая частота процессоров возросла на целые порядки. Различные компьютерные
приложения, такие как графика 3D, видео и серверы I/O требуют наличия широкой полосы пропускания.
Большинство из применяемых в настоящее время телекоммуникационных устройств основаны на цифровой технологии, точно так же требуя для себя наличия этой самой полосы. Это утверждение в полной мере относится и к т.н. ТВ с высокой чёткостью. Используемая ныне номенклатура микропроцессорных устройств обрабатывает данные на скоростях в 2, 3 и даже 5 GS\s (Гига выборок в секунду), в то время как некоторые накопители памяти задействуют генераторы синхроимпульсов на частотах 400МГц и сигналы передачи данных с временем нарастания фронта импульса 200 ps.
Важно отметить, что тенденция экспоненциального роста скоростей просочилась и к интегральным схемам, применяемым в электронике автомобилей, видеопроигрывателей и в устройствах промышленной автоматизации. Процессоры, работающие на частоте 20МГц, могут запросто столкнуться с сигналами при таких характеристиках скорости нарастания их фронта, которые могут быть обработаны лишь процессорами 800МГц и более. Всё это свидетельствует о том, что проектировщики электронного
оборудования уже давно перешагнули т.н. рубеж функциональности, что на практике означает: практически каждая современная электронная разработка - высокоскоростная. Без принятия необходимых мер предосторожности, эти самые "высокоскоростные" проблемы могут запросто вкрасться в разработки любой направленности. Если к.-л. электронная схема регулярно испытывает перемежающиеся сбои, либо выдаёт ошибки при предельных значениях напряжения или температуры, то существует большая вероятность того, что в этой схеме присутствуют скрытые дефекты, связанные с понятием Целостности сигнала. А это, в свою очередь, негативно воздействует на такие факторы, как время вывода конечного продукта на рынок, его (продукта) надёжность, соответствие требованиям электромагнитной совместимости и т.д.

Почему Целостность сигнала представляет собой проблему?

Давайте взглянем на некоторые специфические причины деградации сигнала в современных разработках цифровых систем. Почему именно сейчас все эти проблемы превалируют по сравнению с ситуацией недалёкого прошлого? Ответ на этот вопрос один: скорость. В "старые добрые времена" поддержание допустимой целостности цифрового сигнала означало необходимость обращения внимания на такие детали, как распределение тактовой частоты, проектирование тракта сигнала, запаса помехоустойчивости, регулирующего эффекта нагрузки, воздействие на пропускную способность линии, шинного окончания, распределение цепи развязки. Все эти правила не потеряли свою актуальность и сегодня, но…
Время цикла шины сегодня в тысячу раз быстрее, по сравнению с тем же показателем 20 лет назад! Транзакции, ранее измеряемые в микросекундах, сейчас измеряются в наносекундах. Для соответствия этим показателям, граничные скорости также возросли: в настоящий момент они в 100 раз выше, чем два десятилетия назад. Всё это, конечно, замечательно и прекрасно, однако, определённые
физические реалии удерживали развитие технологии печатных плат от соответствия уровню современной электроники. Время прохождения сигнала во внутренних шинах микропроцессоров оставалось почти неизменным на протяжении десятилетий. Очевидно, что за прошедшее время геометрические размеры печатных плат значительно уменьшились, но степень их применения в составе интегральных схем, коннекторов, пассивных компонентов и, конечно же, шинных трактов,
осталась такой же востребованной. Неизменность характеристик внутренних шин микропроцессоров имеет прямую связь с расстояниями, а это означает время - главный враг скорости. Необходимо всегда помнить, что граничная скорость - время нарастания фронта цифрового сигнала способно нести гораздо более высокие частотные компоненты, чем то, на что рассчитана частота следования импульсов. По этой причине некоторые проектировщики отчаянно разыскивают интегральные схемы в которых присутствуют сигналы с относительно "медленными" скоростями нарастания.
Схема с сосредоточенными параметрами всегда была основой для выполнения большинства расчётов,
используемых для предсказания поведения сигнала в той или иной цепи. Но когда граничные скорости
стали в 4-6 раз выше чем время задержки тракта сигнала, то модели упомянутых выше схем уже не могли более применяться. Трассы печатных плат длиной в 6 дюймов стали линиями передачи для сигналов демонстрирующих граничные скорости ниже 4-6 наносекунд, вне зависимости от продолжительности цикла.
Фактически, были созданы новые сигнальные тракты. Эти неосязаемые соединения физически не присутствуют на конструкции схемы, тем не менее, являются средством непредсказуемого воздействия сигналов один на другой. В то же самое время, установленные сигнальные тракты не выполняют своих функций. Экраны заземления и подачи питания, схожие с вышеописанными трассами сигналов, приобретают индуктивные свойства и начинают работать как трансмиссионные линии. Развязка подачи питания становится значительно менее эффективной. Электромагнитные помехи возрастают тем быстрее, чем быстрее граничные скорости генерируют сигналы с укороченными длинами волн относительно длины шины. Перекрёстные помехи увеличиваются. Кроме всего вышесказанного, высокие граничные скорости обычно требуют для своей генерации более высоких значений токов, что в свою очередь предъявляет специфические требования к условиям заземления, особенно для широких шин, где происходит одновременная коммутация многих сигналов. Более того, высокие значения токов являются причиной повышения радиоактивной магнитной энергии, а вместе с ней и перекрёстных наводок.

Краткий экскурс к аналоговым истокам цифровых сигналов

Что же общего имеют все перечисленные выше характеристики? А то, что все они - классический аналоговый феномен. Для решения проблем, связанных с целостностью сигналов, проектировщики цифровых систем должны вторгнуться в т.н. "аналоговую область". А для того, чтобы решиться на такой шаг, они должны иметь под рукой приборы, способные точно отражать взаимодействие цифровых и аналоговых сигналов.
Ошибки, случающиеся при проектировании цифрового электронного оборудования, очень часто уходят
корнями в проблемы целостности аналоговой составляющей. Для отслеживания причин неудач при "цифровых разработках", очень часто возникает необходимость обращаться к прибору, называемому осциллограф, способному отражать все детали формы сигналов, их фронты, спады и шумы, а также определять и захватывать очень кратковременные события, при этом точно измерять взаимосвязь временной синхронизации, такую как время установки (вхождения в режим) и время удержания.
Ясное понимание пользователем функций, "прошитых" в осциллографе и, главное, как и когда использовать каждую из них, значительно повысит эффективность эксплуатации прибора, чтобы в результате этот самый пользователь приобрёл способность преодолевать стоящие перед ним проблемы через процедуры измерений.

Рисунок 2.

Осциллограф

Что представляет собой прибор, именуемый осциллограф и как он работает? Этот раздел статьи отвечает на такие фундаментальные вопросы. Осциллограф - прибор, отображающий захваченную информацию в графическом виде, т.е. он попросту рисует диаграмму электрического сигнала. В
большинстве приложений, диаграмма отражает изменения сигнала во времени: вертикальная ось (Y) представляет значения напряжения, а горизонтальная ось (X)- время. Интенсивность или яркость выведенной на экран прибора картинки иногда называется осью Z (см. рис. 2).
Простейшая диаграмма способна многое поведать о сигнале, как например:
Значение напряжения в данный момент времени;
Частота колебания сигнала;
"Движущиеся участки" цепи, представленные конкретным сигналом;
Частота, с которой определённая часть сигнала имеет место относительно других его составляющих;
Искажают ли сигнал его не надлежащим образом функционирующие компоненты;
Каково соотношение в сигнале величин постоянного (DC) и переменного (AC) токов;
Какова шумовая составляющая сигнала и изменяется ли это значение
во времени.

Толкование терминов "Форма сигнала" и "Измерения форм сигналов"

Общепринятый термин для любого повторяющегося во времени явления - волна. Это могут быть звуковые волны, волны, генерируемые человеческим мозгом, океанские волны и волны напряжения, все они относятся к разряду повторяющегося во времени феномена. Осциллограф измеряет волны напряжения. Один цикл волны представляет собой ту часть этой волны, которая полностью повторилась. Форма волны - есть графическое представление волны как таковой. Формы волн напряжения выражены в виде шкалы времени по горизонтали и величины напряжения по вертикали.
Внешний вид формы волны очень многое говорит о самом сигнале. Каждый раз, когда вы видите изменения по высоте формы сигнала, вы знаете, что это изменилось значение напряжения. Каждый раз, как вы видите плоскую горизонтальную линию, вы делаете вывод, что за этот период времени никаких изменений не произошло. Прямые диагональные линии означают линейную зависимость, т.е. нарастание или спад напряжения в устойчивом режиме. Острые углы на форме сигнала указывают на внезапные изменения. На рис. 3 изображены обычные формы сигналов, на рис. 4 - источники обычных форм сигналов.

Типы волн:
Вы можете классифицировать большинство волн по следующим типам:
Синусоиды;
Квадратные и прямоугольные;
Треугольные и пилообразные;
Шаговые и импульсные;
Периодические и непериодические;
Синхронные и асинхронные;
Комплексные.

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Синусоиды

Синусоида являет собой основную форму сигнала по нескольким причинам. Она имеет гармонические
математические свойства, вполне вероятно, что это - та самая геометрическая форма, особенности которой вы изучали ещё в школе на уроках тригонометрии. Напряжение, присутствующее в вашей стенной розетке, изменяется по форме синусоиды. Тестовые сигналы, генерируемые индуктивным трёхточечным генератором, также часто имеют форму синусоид. Большинство источников переменного тока производят синусоиды. (АС означает переменный ток, при этом напряжение также изменяется. DC символизирует постоянный ток, что значит наличие устойчивых значений тока и напряжения, как например, питание от аккумуляторов).
Затухающая синусоида являет собой специфический случай, который вы можете наблюдать в цепях
колебания, которые при этом малопомалу затухают. На рис. 5 иллюстрируются примеры синусоиды и затухающей синусоиды.

Рисунок 5.

Рисунок 6.

Рисунок 7.

Квадратные и прямоугольные формы

Квадратные формы представляют собой другой вид сигналов. В принципе, волна, имеющая квадратную форму - это напряжение, которое включается и выключается (либо внезапно увеличивает своё значение или так же уменьшает) на протяжении равномерных интервалов времени. Квадратная форма присуще стандартной волне для тестирующих усилителей. Хорошие усилители генерируют амплитуду квадратной волны с минимальными искажениями. Телевизионные, радио- и компьютерные цепи часто задействуют волны, имеющие квадратную форму для сигналов синхронизации. Прямоугольные волны похожи на квадратные, за исключением того, что высокие и низкие временные интервалы не одинаковы по длине. Такое свойство сигналов особенно важно при анализе цифровых цепей.
На рис. 6 приведены примеры квадратных и прямоугольных форм сигналов.

Пилообразные и треугольные волны

Пилообразные и треугольные волны получаются из цепей, спроектированных для контроля линейных
свойств напряжения, таких как горизонтальная развёртка аналогового осциллографа или растровое сканирование ТВ устройства. Переходы между различными уровнями этих волн изменяются по константе. Эти переходы называются пилообразными сигналами. На рис. 7 приведены примеры "зубьев пилы" и треугольных волн.

Шаговые и импульсные волны

Сигналы, такие как шаги и импульсы, которые возникают редко или не периодически, называются однотактными или переходными сигналами. Шаг указывает на неожиданное изменение напряжения, похожее на то, как если бы вы включили рубильник подачи электропитания. Импульс также указывает на неожиданное изменение напряжения, схожее с тем, как если бы вы включили и выключили тот же рубильник. Импульс может обозначать один бит информации, проходящий по компьютерной цепи, или же глитч (неполадка) или какой иной дефект в электронной схеме. Набор импульсов, совместно
транслируемых по шине передачи данных, создают т.н. последовательность импульсов. Цифровые компоненты в составе компьютера взаимодействуют друг с другом посредством импульсов. Импульсы - обычное явление в рентгеновских лучах и коммуникационном оборудовании. Рис. 8 демонстрирует
примеры сигналов в форме шагов и импульсов, а также последовательность импульсов.
Периодические и не периодические сигналы Повторяющиеся сигналы относятся к категории периодических, в то время, как сигналы, постоянно изменяющиеся, известны как не периодические. На экране осциллографа это может выглядеть в виде устойчивой картинки при отображении периодических сигналов и картинки постоянно меняющейся в случае не периодических.

Рисунок 8.

Рисунок 9.

Периодические и не периодические сигналы

Повторяющиеся сигналы относятся к категории периодических, в то время, как сигналы, постоянно изменяющиеся, известны как не периодические. На экране осциллографа это может выглядеть в виде устойчивой картинки при отображении периодических сигналов и картинки постоянно меняющейся в случае не периодических.

Синхронные и асинхронные сигналы

Когда присутствует синхронизация между двумя сигналами, то эти сигналы относятся к категории синхронных. Например, сигналы часов, данных и адреса внутри компьютерной системы являются синхронными сигналами.
Асинхронные - термин, применяемый для описания тех сигналов, между которыми синхронизация отсутствует. Коль скоро нет временной взаимосвязи, например, между нажатием кнопок на клавиатуре компьютера и часами, прошитыми в самом компьютере, то соответствующие сигналы асинхронные.

Комплексные сигналы

Некоторые формы сигналов состоят из комбинации характеристик синусоид, квадратичных волн, шагов и импульсов, в итоге генерируя такие формы, перед которыми многие модели осциллографов встают в тупик. Информация о сигнале может быть встроена в форму амплитуды, фазы и/или частотной вариации. Например, сигнал, представленный на рис. 9 является обычным композитным видео сигналом, состоящим из многочисленных циклов высокочастотных форм, "втиснутых" в низкочастотных конверт. В ситуации, как это представлено на данном примере, очень важно понимать взаимоотношения уровней и синхронизации между шагами сигналов. Чтобы реально видеть такой комплексный сигнал, необходим осциллограф, который бы захватывал упомянутый низкочастотный конверт и сочетал между собой входящие в него высокочастотные волны по степени их интенсивности, тем самым, чтобы пользователь в итоге мог бы охватить взглядом их общую комбинацию на единой картинке с возможностью последующего толкования виденного.
Аналоговые и цифровые люминесцентные осциллографы наиболее приспособлены для изучения комплексных волн, таких как видео сигналы, которые проиллюстрированы на рис. 9. На них видна частота повторения событий или интенсивность, без чего не обойтись для понимания того, что же на
самом деле творится в этой сложной комбинации.

Измерения форм сигналов

Существует множество терминов, которые можно использовать для описания видов измерений, проводимых на осциллографе. Этот раздел статьи описывает некоторые, наиболее распространённые из них.

Рисунок 10.

Рисунок 11.

Рисунок 12.

Частота и период

Если сигнал повторяется, то он имеет частоту. Частота измеряется в Герцах (Hertz, Hz). Эта величина эквивалентна количеству раз, в которое сигнал повторяется в одну секунду. Повторяющийся сигнал также имеет период - количество раз, необходимое сигналу для завершения одного цикла. Период и частота имеют обратно зависимы, таким образом, что 1/период эквивалентна частоте и 1/частоту эквивалентна периоду. Например, синусоида, представленной на рис. 10 имеет частоту в 3 Hz и период в 1/3 секунды.

Напряжение

Эта величина отражает количество электрического потенциала - или силу сигнала между двумя точками
электронной цепи. Обычно, одна из этих двух точек заземление, или ноль вольт, но не всегда. Возможно, возникнет задача измерить напряжение между двумя пиками волны: максимальной и минимальной, термин известный как напряжение двойной амплитуды (или между пиковое напряжение).

Амплитуда

Эта величина имеет отношение к количеству напряжения между двумя точками цепи. Чаще всего амплитуда относится к максимальному значению напряжения измеряемого сигнала от уровня заземления или ноль вольт. Форма сигнала, представленная на рис. 11 имеет амплитуду в 1 Вольт и между пиковое напряжение 2 Вольта.

Фаза

Объяснение что представляет собой эта величина легко сделать, взглянув на синусоиду. Значение напряжения синусоид выводится из их циркулярного движения. Учитывая, что круг составляет 360°, один цикл синусоиды также равен 360°, как это показано на рис. 11. Применяя термин "градус", можно вывести понятие угла фазы синусоиды, когда есть необходимость определить, на каком этапе находится период волны.
Сдвиг по фазе означает разницу в синхронизации между схожими сигналами. Форма сигнала на рис. 12 маркированная как "ток", считается на 90° вне фазы относительно формы сигнала, маркированного как "напряжение", поскольку обе волны приходят в одни и те же точки их циклов точно с разницей в 1/4 цикла (360°/4 = 90°). Сдвиги по фазам  обычное явление в электронике.

Измерения форм сигналов при помощи цифрового осциллографа

Современные цифровые осциллографы обладают функциями, значительно облегчающими измерения форм сигналов. Эти приборы (осциллографы) имеют набор клавиш, расположенных на фронтальной панели и/или экранные меню, через которые можно задействовать режимы полностью автоматических измерений, включающих в себя амплитуду, период, время нарастания/падения фронта/окончания импульса и многое иное. Большинство цифровых осциллографов также предоставляют средства для расчётов среднеквадратичных действующих значений (RMS), рабочего цикла, а также возможности для целого ряда иных операций. Автоматические измерения появляются на экране в буквенно-цифровом формате. Обычно такие показания приборов более точны, чем этого можно достигнуть посредством толкования данных на градусной сетке.

Рисунок 13. Архитектура аналогового осциллографа

Типы осциллографов

Электронное оборудование может быть классифицировано на две основные категории: аналоговое и цифровое. Аналоговое оборудование "имеет дело" с непрерывно изменяющимися во времени значениями напряжения, в то время как цифровое "работает" с дискретными (бинарными) величинами, представляющими собой выборки напряжения. Например, обычный электропроигрыватель (граммофон) является аналоговым устройством, в то время как компактный дисковый плеер - цифровым. Точно таким же образом классифицируются и осциллографы: на аналоговые и цифровые. Для решения большинства задач применимы оба типа, однако, каждый из них имеет свои, уникальные характеристики, делающие его более или менее пригодным под специфические требования. Цифровые осциллографы могут также подразделяться на цифровые запоминающие (DSO), цифровые люминесцентные (DPO) и дискретизирующие.

Аналоговые осциллографы

По существу, аналоговый осциллограф функционирует посредством наложения измеренного значения
напряжения сигнала напрямую на вертикальную ось электронного луча, который перемещается слева направо по экрану прибора, обычно представляющим собой электронно-лучевую трубку (CRT). Обратная сторона экрана обработана люминесцентным фосфором, который выдаёт свечения при соприкасании с этим электронным лучом. Напряжение сигнала отклоняет луч пропорционально вверх и
вниз при его горизонтальном движении по дисплею, тем самым, создавая трассировку формы волны. Чем чаще электронный луч соприкасается с одной и той же точкой экрана, тем ярче экран светится.
Сам по себе CRT сильно ограничивает частотный диапазон сигналов, которые могли бы быть отображены аналоговым осциллографом.
На очень низких частотах, сигнал появляется в виде яркой, медленно перемещающейся точки, которую трудно распознать как какую-либо форму волны. На высоких частотах скорость записи CRT очерчена строгими границами. Когда частота сигнала превышает скорость записи CRT, то экран прибора становится слишком тусклым, чтобы там можно было чтото увидеть. Например, самый "быстрый" аналоговый осциллограф способен отображать частоты не более чем до 1 ГГц.