電子設備可以分成兩類:模擬設備和數字設備。模擬設備適用于連續變化的電壓，數字設備則適用于表示電壓樣點的離散的二進制數字。傳統留聲機是一種模擬設備，而唱片 播放機則是一種數字設備。

示波器可以按類似方式分類，分成模擬示波器和數字示波器。與模擬示波器相比，數字示波器采用模數轉換器(ADC)，把測得的電壓轉換成數字信息。它作為一串樣點采集波形，然后存儲這些樣點，直到累積足夠的樣點，描述波形。然后，數字示波器會重組波形，顯示在屏幕上，如圖所示。

數字示波器可以分成數字存儲示波器(DSOs)、數字熒光示波器(DPOs)、混合信號示波器(MSOs)和數字采樣示波。

數字方法意味著示波器可以以相應的穩定性、亮度和清晰度顯示范圍內的任何頻率。對重復的信號，數字示波器的帶寬與示波器前端器件的模擬帶寬有關，通常稱為-3dB點。對單次和瞬態事件，如脈沖和階躍，帶寬會受到示波器的采樣率限制。

數字存儲示波器

傳統數字示波器稱為數字存儲示波器(DSO)。其顯示一般依賴光柵類屏幕，而不是老式模擬示波器中的發光熒光。

數字存儲示波器(DSO)可以捕獲和觀察可能只發生一次的事件，稱為瞬態信號。由于波形信息以數字形式存在，作為一串存儲的二進制值，因此可以在示波器內部或使用外部計算機分析、歸檔、打印及以其它方式處理這些波形信息。波形不需要是連續的;在信號消失時，甚至可以顯示這些波形。與模擬示波器不同，數字存儲示波器提供永久的信號存儲功能及全面的波形處理功能。然而，DSO一般沒有實時輝度等級，因此，它們不能表示實時信號中變化的輝度。

構成DSO的部分子系統與模擬示波器中類似。但是，DSO包含額外的數據處理子系統，用來收集和顯示整個波形的數據。DSO采用串行處理結構，在屏幕上捕獲和顯示信號，如圖12所示。下面介紹一下這種串行處理結構。

串行處理結構

與模擬示波器類似，DSO的第一個(輸入)階段是垂直放大器。垂直控制功能允許在這個階段調節幅度和位置范圍。然后，水平系統中的模數轉換器(ADC)在離散的時點上對信號采樣，把這些時點上的電壓轉換成數字值，稱為樣點。這個過程稱為信號數字化。

水平系統的采樣時鐘決定著ACD采樣的頻次。這一速率稱為采樣率，用每秒樣點數(S/s)表示。來自ADC的樣點作為波形點存儲在采集存儲器中。多個樣點可能會構成一個波形點。多個波形點結合在一起，構成一條波形記錄。創建波形記錄使用的波形點數量稱為記錄長度。觸發系統決定著記錄的開始點和結束點。

DSO的信號路徑包括一個微處理器，實測信號經過這個微處理器傳送到顯示器上。這個微處理器處理信號，協調顯示Я糕制飄用旉蓯飯剴頭黔鷯鵜告動埈粬己鋣昝饗治⌒Л箤地阿管理前面板控制功能，等等。然后信號傳送通過顯示存儲器，顯示在示波器屏幕上。

視示波器的功能，可能會對樣點進行額外的處理，增強顯示。還可能會提供預觸發功能，可以看到觸發點前面的事件。當前大多數數字示波器還可以選擇自動參數測量，簡化了測量過程。

如圖所示，DSO在單次多通道儀器中提供了非常高的性能。DSO特別適合重復率低的應用或單次高速多通道設計應用。在實際數字設計環境中，工程師通常同時考察四個或四個以上的信號，使得DSO成為關鍵儀器。

數字熒光示波器

數字熒光示波器(DPO)提供了一種新的示波器結構方法。通過這種結構，DPO可以提供獨特的采集和顯示功能，準確地重建信號。

DSO采用串行處理結構捕獲、顯示和分析信號，DPO則采用并行處理結構執行這些功能，如圖所示。DPO結構要求使用獨特的ASIC硬件采集波形圖像，提供高波形捕獲速率，實現更高的信號查看水平。這種性能提高了看到數字系統中發生的瞬態事件的概率，如欠幅脈沖、毛刺和跳變錯誤，實現了進一步的分析功能。下面介紹了這種并行處理結構。

并行處理結構

DPO的第一個(輸入)階段與模擬示波器類似，也是垂直放大器，第二個階段與DSO類似，是一個ADC。但是，在模數轉換之后，DPO與前幾代產品有著明顯的差別。

對任何示波器來說，不管是模擬示波器、DSO還是DPO，總有一個觸發釋抑時間，在這段時間內，儀器處理最新采集的數據，復位系統，等待下一個觸發事件。在這段時間內，示波器看不見所有信號活動。看到偶發事件或低重復率事件的概率會隨著觸發釋抑的時間提高而下降。

應該指出的是，只看顯示更新速率，是不可能確定捕獲概率的。如果您只依賴更新速率，那么很容易錯誤地認為，示波器正在捕獲與波形有關的所有信息，但事實上卻沒有。

數字存儲示波器以串行方式處理捕獲的波形。在這個過程中，微處理器的速度是瓶頸，因為它限制著波形捕獲速率。DPO把數字化的波形數據光柵化到數字熒光數據庫中。每1130秒(大約和人眼能夠感受到的速度一樣)，存儲在數據庫中的信號圖像快照會通過管線直接傳送到顯示系統。這種波形數據直接光柵化及從數據庫直接拷貝到顯示存儲器，消除了其它結構中固有的數據處理瓶頸。其結果，增強了“實時”顯示更新功能。它實時捕獲信號細節、間歇性事件及信號的動態特點。DPO的微處理器與這個集成采集系統并行工作，實現顯示管理、測量自動化和儀器控制，從而不會影響示波器的采集速度。

DPO忠實地仿真模擬示波器的**顯示屬性，用三個維度顯示信號:時間、幅度和幅度在時間上的分布，而且所有信息都是實時顯示的。

與模擬示波器依賴化學熒光不同，DPO采用純電子數字熒光，其實際上是一個連續更新的數據庫。對示波器顯示畫面中的每一個像素，這個數據庫有一個單獨的信息“單元”。每次在捕獲波形時，換句話說，每次在示波器觸發時，它都映射到數字熒光數據庫的單元中。表示屏幕位置、波形接觸的每個單元都會使用輝度信息加強，而其它單元則不會。這樣，輝度信息會在波形最經常傳送的單元中累積。

在數字熒光數據庫輸送到示波器的顯示器時，顯示器會揭示加強的波形區域，且與每個點上的信號發生頻率成比例，這在很大程度上與模擬示波器的輝度等級特點類似。DPO還允許作為對比顏色在顯示器上顯示發生頻率變化的信息，這一點不同于模擬示波器。在DPO中，可以很容易看到幾乎每次觸發都發生的波形與每100次觸發才發生一次的波形之間的差別。

數字熒光示波器(DPOs)掃清了模擬示波器技術與數字示波器技術之間的障礙。它們都同樣適合實時觀察高頻和低頻、重復波形、瞬態信號及信號變化。只有DPO實時提供了Z(輝度)軸，而傳統DSO中則沒有這個軸。

DPO特別適合在多種應用需要最通用的設計和調試工具的客戶，如圖所示。DPO多用于高級分析、通信模板測試、間歇性信號的數字調試、重復的數字設計和定時應用。

數字采樣示波器

與數字存儲示波器和數字熒光示波器結構相比，在數字采樣示波器的結構中，衰減器/放大器和采樣橋接器的位置顛倒，如圖18所示。它先對輸入信號采樣，然后執行衰減或放大。然后在采樣橋接器后面，可以使用低帶寬放大器因為信號已經被轉采樣門轉換成較低的頻率，從而大大提高儀器帶寬。

然而，這種高帶寬的代價是采樣示波器的動態范圍有限。由于采樣門前面沒有衰減器/放大器。因此沒有工具對輸入定標。采樣橋接器必須能夠在任何時間處理輸入的整個動態范圍。因此，大多數采樣示波器的動態范圍限定在大約1V。-,。而數字存儲示波器和數字熒光示波器則可以處理50- 100 V。

此外，保護二極管不能放在采樣橋接器的前面，因為這會限制帶寬。這把采樣示波器的安全輸入電壓限定在大約3V，相比之下，其它示波器上的安全輸入電壓為500 V。

在測量高頻信號時，DSO或DPO可能不能在一次掃描中采集足夠的樣點。在準確地捕獲頻率成分遠遠高于示波器采樣率的信號時，數字采樣示波器提供了理想的工具，如圖19所示。這種示波器測量信號的速度要比任何其它示波器快一個量級。對重復信號，它實現的帶寬和高速定時要比其它示波器高10倍。市場上提供了帶寬高達80GHz的順序等效時間采樣示波器。