最早的示波器可以追溯到十九世紀(jì)，由于陰極射線管的出現(xiàn)，使得顯示信號(hào)波形成為可能，就誕生了最早的示波器，那個(gè)時(shí)候的示波器是模擬示波器，沒有觸發(fā)功能，主要是在實(shí)驗(yàn)室用來觀察波形，并沒有得到廣泛的應(yīng)用。說到示波器，就不能繞開泰克公司，它在1947年推出了世界上第一款商用示波器511，可以說是現(xiàn)代示波器的鼻祖，這款示波器具有觸發(fā)功能，當(dāng)然這個(gè)功能也是現(xiàn)代示波器的標(biāo)準(zhǔn)配置。此后，又陸續(xù)有些公司推出了自己的示波器。到了今天，示波器領(lǐng)域出現(xiàn)了多個(gè)競爭者，尤其是中國的國產(chǎn)品牌。用一句話描述當(dāng)今的示波器市場(chǎng)，就是超高端三足鼎立，中低端激烈廝殺。

示波器的原理說起來很簡單，主要是采集與轉(zhuǎn)換，存儲(chǔ)與處理以及顯示波形。示波器的基本構(gòu)成包括垂直系統(tǒng)、水平系統(tǒng)、觸發(fā)系統(tǒng)及分析顯示系統(tǒng)四個(gè)部分。在信號(hào)采集與轉(zhuǎn)換部分，輸入的電壓信號(hào)經(jīng)過耦合電路送至前端放大器放大，以提高示波器的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍，經(jīng)過放大的信號(hào)由采樣/保持電路進(jìn)行取樣變成離散信號(hào)，并由ADC數(shù)字化。在存儲(chǔ)與處理部分，經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)存入存儲(chǔ)器中，處理器對(duì)存儲(chǔ)器中的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，進(jìn)行運(yùn)算分析，從而得出相應(yīng)測(cè)試結(jié)果。顯示波形部分的作用是通過顯示屏將信號(hào)顯示出來，并可以進(jìn)行各種操作，如縮放，測(cè)量，分析等。

示波器使您能夠查看特定電氣事件的瞬時(shí)值（或某些其他事件通過適當(dāng)?shù)膫鞲衅鬓D(zhuǎn)換而來的電壓值）隨時(shí)間的變化。 準(zhǔn)確的說，示波器是一種可將電信號(hào)（主要是電壓）轉(zhuǎn)換為屏幕/顯示屏上的可見軌跡的電子儀器。也就是說，可將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。這些儀器以二維形式動(dòng)態(tài)繪制隨時(shí)間變化的電信號(hào)。在示波器顯示屏的 “Y”（垂直）軸繪制電壓，在 “X”（水平）軸繪制時(shí)間。所繪制的電壓和時(shí)間最終顯示為一幅輸入信號(hào)圖，通常稱為“波形”。隨著輸入信號(hào)特性的變化，可在示波器顯示屏上看到所繪制波形的持續(xù)/動(dòng)態(tài)更新。一般來說，示波器的帶寬不是很寬，最常見的是幾十到幾百M(fèi)Hz，盡管一些中高檔的示波器也能達(dá)到GHz這個(gè)數(shù)量級(jí)。

居于示波器最頂端的三家廠商是德、泰克和力科，它們?cè)谶@些環(huán)節(jié)占有巨大的優(yōu)勢(shì)。采集部分的ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)表現(xiàn)在采樣率，有效位數(shù)，目前采樣速率可以做到128GSa/s，是由是德科技實(shí)現(xiàn)的，為實(shí)現(xiàn)110GHz的實(shí)時(shí)帶寬，可以將兩個(gè)ADC合并工作，實(shí)現(xiàn)256GSa/s的采樣率。而ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器連著高速深存儲(chǔ)，用于存儲(chǔ)采樣點(diǎn)，深存儲(chǔ)的讀取速度對(duì)于示波器的死區(qū)時(shí)間有一定的影響，這也是目前示波器死區(qū)時(shí)間的瓶頸之一信號(hào)處理是由內(nèi)部處理器完成，處理器的性能以及軟件的算法效率決定了處理的速度，同深存儲(chǔ)的讀取速度一起影響著示波器的死區(qū)時(shí)間。2006年以前，泰克在高帶寬示波器處于較為領(lǐng)先的地位，而當(dāng)時(shí)的安捷倫科技由于其他產(chǎn)品線太長，尤其是射頻微波和無線測(cè)試產(chǎn)品銷售火爆，示波器并沒有作為重點(diǎn)產(chǎn)品，力科公司憑借在電源測(cè)試方面的優(yōu)勢(shì)也占據(jù)了不少市場(chǎng)，并且在2009年的時(shí)候推出了第一臺(tái)30GHz帶寬的示波器。后來由于泰克被黑石財(cái)團(tuán)收購，力科被泰利達(dá)財(cái)團(tuán)收購，資本多多少少影響了公司的技術(shù)決策，而是德科技乘機(jī)吸收了來自競爭對(duì)手的大量人才，使得其示波器產(chǎn)品進(jìn)步神速。就目前而言，是德科技德示波器是走在最前面的，其實(shí)時(shí)示波器的帶寬可達(dá)110GHz,值得一提的是，其實(shí)時(shí)示波器的ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器全部由自己研發(fā)的。而泰克公司目前示波器的最高帶寬是70GHz，已經(jīng)多年沒有更新了，可能是研發(fā)碰到了瓶頸，力科公司的示波器最高帶寬是65GHz.這三家公司在示波器上開發(fā)的應(yīng)用測(cè)試軟件也是比較齊全的，并且都得到了相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)的認(rèn)可，比如USB，PCIE等。在超高端示波器的市場(chǎng)中，沒有第四家和它們競爭，最近半年的國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)的競標(biāo)結(jié)果也說明了這一點(diǎn)。在59GHz以上的示波器投標(biāo)中，只有這三家競標(biāo)，三家各有斬獲。

羅德與施瓦茨公司是近十五年涌現(xiàn)出來的后起之秀。其示波器最大的帶寬也達(dá)到了16GHz，ADC也是自己研發(fā)的，但其ADC方面落后于三家頭部廠商，為實(shí)現(xiàn)16GHz帶寬，由兩個(gè)ADC拼接交替采樣從而實(shí)現(xiàn)更高的采樣率，在四通道模式下，帶寬會(huì)減半。羅德施瓦茨公司在軟件方面有著深厚的積累，所以它的示波器較除了三家頭部廠商外的競爭對(duì)手，流暢度要高很多。但是其一些測(cè)試應(yīng)用軟件還沒有得到相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)的認(rèn)可。由于美國的制裁，三家頭部廠商的高端示波器無法在很多企業(yè)銷售，它們轉(zhuǎn)而選擇羅德施瓦茨的方案，羅德與施瓦茨的示波器這幾年在國內(nèi)市場(chǎng)一路攻城掠地，戰(zhàn)果不錯(cuò)。

國產(chǎn)的廠商這兩年也推出了幾款高端示波器，目前已知帶寬最高的國產(chǎn)示波器是由深圳一家叫萬里眼的公司推出的，帶寬達(dá)20GHz，目前上海交通大學(xué)已經(jīng)購買。成都玖錦是做射頻微波的測(cè)試儀表起家，但這幾年借助國家的示波器專項(xiàng)基金也推出了自己的18GHz帶寬的示波器，目前已知成都電子科技大學(xué)已經(jīng)購買。普源精電的示波器最高帶寬是13GHz,鼎陽示波器的最高帶寬是8GHz。四十一所也推測(cè)出了自己的高帶寬示波器，目前沒有看到客戶的購買信息。國產(chǎn)示波器雖然在帶寬方面取得了重大突破，但缺乏相關(guān)的測(cè)試應(yīng)用軟件，在當(dāng)今的流行的高速總線測(cè)試方面缺乏競爭力。

說完了高端示波器，咱們來聊聊中低端示波器。中低端示波器中4GHz以上帶寬還是進(jìn)口品牌的天下，三家頭部廠商的產(chǎn)品覆蓋了高中低端，羅德與施瓦茨4GHz以上的產(chǎn)品也很豐富。國產(chǎn)示波器的中低端使用起來沒有問題，硬件指標(biāo)也相當(dāng)不錯(cuò)，軟件方面不如進(jìn)口品牌，所以流暢度欠佳。憑借明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，從進(jìn)口品牌手里搶回了很多市場(chǎng)。以鼎陽和普源精電最為突出，這兩家甚至在示波器美國攻城略地。鼎陽科技的500MHz示波器的價(jià)格占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

示波器進(jìn)出口金額方面，2021年中國進(jìn)口示波器金額為2.09億美元，出口示波器總額約0.86億美元，兩種示波器的均價(jià)都只有一千多元/臺(tái)，這表明我國出口的示波器以低端產(chǎn)品為主，不過市場(chǎng)需求數(shù)量較大。高端示波器的缺位主要是由于我國微電子基礎(chǔ)薄弱，缺乏研制先進(jìn)示波器芯片的能力。

1、帶寬不斷提升

隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的進(jìn)步，示波器的帶寬正超著微波和毫米波方向發(fā)展，最高帶寬達(dá)到了110GHz。

2、采樣率不斷提高

隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)及微波工藝水平的進(jìn)步，示波器的采樣率已經(jīng)達(dá)到了256GSa/s，還將不斷地提升。

3、垂直分辨率越來越高

示波器的分辨率由8位提升到10位、12bit，正在往14位甚至16位發(fā)展，示波器的電壓采樣更加精確，波形更加細(xì)膩真實(shí)，進(jìn)一步提升了示波器的動(dòng)態(tài)范圍和微弱信號(hào)的檢測(cè)能力。

4、功能集成化程度越來越高

示波器開始集成邏輯分析儀、總線分析儀、函數(shù)發(fā)生器和實(shí)時(shí)頻譜分析儀等儀器功能，實(shí)現(xiàn)時(shí)域、頻域、數(shù)字域和調(diào)制域的多域分析。

總之，由于示波器相關(guān)硬件的技術(shù)門檻較高；國外高端示波器對(duì)我國禁運(yùn)，國產(chǎn)示波器同進(jìn)口品牌相比，還有較大的差距，希望咱們國產(chǎn)的示波器品牌能夠奮起直追，不斷縮小同國外頭部廠商的差距，從而為我國的研發(fā)和制造提供更大的助力。