泰克的511模仿实时示波器，标志着商用示波器年代的到来。511之前也有一些“示波器”产品，可是因为其没有触发体系和校准的时基、笔直刻度，不能供给安稳的显现波形，也不能进行定量测验，所以只是一种定性观测的东西。511初次在“示波器”这种测验设备中加入了边缘触发以显现安稳波形、运用校准的时基和笔直放大器以供给定量测验才能，大大增加了适用性。这样，商用示波器诞生了。
模仿实时示波器开展到现在，底子结构并没有多大改动，下图是一个底子的结构框图：
模仿实时示波器组织简略，没有信号的数字化、处理等进程。ART的一切信号调度、放大和显现都由模仿器材完结，所以从信号进入放大器(或探头)到终究在CRT上显现，简直是实时(推迟时刻简直能够疏忽)的。
可是，模仿示波器也有死区时刻，在死区时刻内呈现的信号是不能显现在屏幕上的。这个死区时刻来自于触发体系的“触发遏止(hold off)”和等候触发的时刻。所以，模仿示波器也不是能100%地捕获信号。不同类型的模仿实时示波器，最大波形捕获概率大约从30%～70%不等，扫描速度最快可达50万次/秒。这是一个十分好的目标。
再来看模仿示波器显现的办法DDCRT阴极射线管。电子束通过偏转板的偏转，再炮击显现屏上的荧光物质发光构成波形轨道。当电子束中止炮击后，亮点不会当即消失而要保存一段余辉时刻。余辉时刻10μsD1ms为短余辉，1msD0.1s为中余辉，0.1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器装备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。在余辉效应的作用下，波形轨道上每一点的亮度，和被炮击的次数(频度)成正比联系。因而，模仿实时示波器显现的波形，不只要时刻和起伏的信息，还能以亮度等级表明信号呈现概率的信息，十分有利于观测。
可是在另一方面，荧光物质发光的这一特性也带来了一个问题：炮击次数过少的轨道的亮度会很低，乃至底子无法观测到。所以模仿示波器比较适合于重复信号(如接连正弦波)或许有重复特性的信号(如模仿视频信号)。而对单次信号(如单个脉冲或偶发毛病)的观测才能十分有限。
总结起来，模仿实时示波器有以下几点首要长处：实时性强、波形捕获概率高、直观的三维(时刻、起伏和信号呈现概率)显现办法。缺点首要在于：无法存储数据、剖析才能有限、对低概率事情捕获才能缺乏、触发简略、预触发延时缺乏和带宽进步困难(从前端放大器到CRT有必要一起进步)等。跟着数字化运动的鼓起和越来越多的单次信号丈量需求，模仿示波器这些缺点使其逐步不再能满意测验需求，所以从上世纪80年代开端，干流的示波器厂家均逐步转向数字示波器的研制和出产。
泰克的511模仿实时示波器，标志着商用示波器年代的到来。511之前也有一些“示波器”产品，可是因为其没有触发体系和校准的时基、笔直刻度，不能供给安稳的显现波形，也不能进行定量测验，所以只是一种定性观测的东西。511初次在“示波器”这种测验设备中加入了边缘触发以显现安稳波形、运用校准的时基和笔直放大器以供给定量测验才能，大大增加了适用性。这样，商用示波器诞生了。
模仿实时示波器开展到现在，底子结构并没有多大改动，下图是一个底子的结构框图：
模仿实时示波器组织简略，没有信号的数字化、处理等进程。ART的一切信号调度、放大和显现都由模仿器材完结，所以从信号进入放大器(或探头)到终究在CRT上显现，简直是实时(推迟时刻简直能够疏忽)的。
可是，模仿示波器也有死区时刻，在死区时刻内呈现的信号是不能显现在屏幕上的。这个死区时刻来自于触发体系的“触发遏止(hold off)”和等候触发的时刻。所以，模仿示波器也不是能100%地捕获信号。不同类型的模仿实时示波器，最大波形捕获概率大约从30%～70%不等，扫描速度最快可达50万次/秒。这是一个十分好的目标。
再来看模仿示波器显现的办法——CRT阴极射线管。电子束通过偏转板的偏转，再炮击显现屏上的荧光物质发光构成波形轨道。当电子束中止炮击后，亮点不会当即消失而要保存一段余辉时刻。余辉时刻10μs—1ms为短余辉，1ms—0.1s为中余辉，0.1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器装备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。在余辉效应的作用下，波形轨道上每一点的亮度，和被炮击的次数(频度)成正比联系。因而，模仿实时示波器显现的波形，不只要时刻和起伏的信息，还能以亮度等级表明信号呈现概率的信息，十分有利于观测。
可是在另一方面，荧光物质发光的这一特性也带来了一个问题：炮击次数过少的轨道的亮度会很低，乃至底子无法观测到。所以模仿示波器比较适合于重复信号(如接连正弦波)或许有重复特性的信号(如模仿视频信号)。而对单次信号(如单个脉冲或偶发毛病)的观测才能十分有限。
总结起来，模仿实时示波器有以下几点首要长处：实时性强、波形捕获概率高、直观的三维(时刻、起伏和信号呈现概率)显现办法。缺点首要在于：无法存储数据、剖析才能有限、对低概率事情捕获才能缺乏、触发简略、预触发延时缺乏和带宽进步困难(从前端放大器到CRT有必要一起进步)等。跟着数字化运动的鼓起和越来越多的单次信号丈量需求，模仿示波器这些缺点使其逐步不再能满意测验需求，所以从上世纪80年代开端，干流的示波器厂家均逐步转向数字示波器的研制和出产。
第一代数字示波器现在被称为数字存储示波器(DSO)，运用串行的作业结构。原理框图如下：
数字存储示波器运用了ADC采样的办法，所以被测的模仿波形终究能够以数据的格局存储。当然，数字化的数据还能够方便地进行主动丈量、频谱剖析、数学核算或许其它高档剖析。所以数字示波器特别适于单次信号的收集和剖析，这是一个很大的打破。
别的一方面，数字存储示波器在ADC今后便是全数字化处理，所以带宽的进步仅受限于可变增益的前置放大器带宽和ADC的速率。跟着技能的前进，现在，泰克TDS6154C是业界实在模仿代宽最高的数字存储示波器，到达12.5GHz(3dB)。因为超高高带宽示波器体系规划中，宽带放大器是其间的中心部分，现在的干流规划都选用每一个通道独立的硬件放大器规划办法，这样确保每一个通道的功用没有约束。当每一个通道放大器的规划带宽缺乏时，有些示波器通过DBI技能运用示波器每一个通道6GHZ的低带宽放大器在不同的频段“拼接”在一起，在某一个通道上到达超越6GHZ的带宽，例如3个通道的6GHZ频段“拼接”后到达18GHZ带宽。从DBI技能完成的办法能够显着看出它的长处和相应的缺点，最显着的优势是运用多通道的低带宽合并为单通道超越10GHZ的高带宽，在示波器规划中本钱最高的放大器和ADC均选用低速规划，十分有利于操控本钱。因为DBI技能本质上首要通过将信号频率分配到不同的通道，通过相对低速的ADC进行采样，终究通过DSP技能将这些包括不同重量的频率数字“拼接”，它会导致以下几个约束。
1. 通道数约束：当运用不同通道时带宽不同，3通道或4通道运用时只是供给6GHZ带宽，ADC采样率也有约束。
2. 频谱“拼接”过错：从幅频特性图能够看出，每一个频率“拼接”点都有显着的非线性，当被测信号的频谱重量在该区域时，示波器时域显现的波形会呈现波形失真。
3. 波形捕获率低： 因为DBI技能需求软件处理和“拼接”数字频域的波形，数据量比较大时波形处理和显现速度十分低。
4. 功用约束：当DBI翻开时，尽管单通道带宽和ADC进步，可是触发体系的带宽无法通过DBI技能进步，最大仅为800MHZ，别的示波器的外参阅输入，笔直灵敏度的精密调整等功用都会因为DBI翻开而受限。
数字存储示波器在触发体系上也有很大的前进。从结构框图上能够看到，数字示波器的触发体系是彻底独立的一个以模仿电路为主的电路。高功用的触发体系好比是照相机的快门，能够协助测验人员精确定位信号行为。针对各种特别信号的特色，数字存储示波器可装备毛刺触发、欠幅脉冲触发、过渡时刻、通讯触发、串行触发、窗口触发、状况触发、码型动身和总线触发等多种高档触发形式。泰克的Pinpoint?触发体系是当时全业界最先进的触发体系，在边缘触发和高档触发中运用彻底的SiGe技能，所以触发灵敏度都可到到达很高的水平，例如TDS6124C这款仪器，边缘触发和高档触发的灵敏度都能够一起到达3div@9GHz。这个双触发体系辅以触发推迟设置和触发重置，简直能够不受约束地设置触发形式。
数字存储示波器有了这些特性，在带宽功用能够远高于较模仿实时示波器;在触发和采样的合作下，数字存储示波器对单次信号(低重复概率信号)的捕获才能有巨大进步;关于信号的测验和剖析才能也今非昔比……可是，在增强了对单次信号的捕获、剖析才能今后，也引进了难以避免的缺点，这首要体现在波形捕获率和单调的显现才能上。以下咱们来阐明一下这些缺点：
数字存储示波器的结构上现已决议，它必定作业在一种串行形式下——信号通过调度，进入ADC采样;ADC的采样数据在触发体系的操控下送入收集内存;收集内存存满今后，波形数据被送到核算机体系;微处理器依据用户需求，对这些数据进行处理、核算、剖析;终究波形和剖析成果被显现在显现器上(翻滚形式下作业流程略有不同，这儿不做详细描述)。在这个进程中：从信号调度、触发监控到ADC采样，简直是实时的，不会影响作业功率;而数据从收集内存传到核算机体系、微处理器的处理、核算进程、终究的显现，都会因为示波器的构架不同而影响其实时性。其间最要害的部分是微处理器的处理进程。咱们都知道，盛行的示波器采样率都会在每秒数十吉(GS/s)，没有任何一个通用的微处理器能够实时处理这样的数据流，所以示波器微处理器的处理办法只能是“抓取一段、渐渐处理、操控显现”，然后重复。这样，在其“渐渐处理”的时刻中，示波器将不能监督波形，这也便是咱们所说的“死区时刻”，在死区时刻内产生的事情，是不会显现在屏幕上的。为了衡量数字存储示波器的死区时刻占到总观测作业时刻的份额，咱们引进“波形捕获率”的概念，也便是示波器能够接连供给的每秒种内捕获并显现的波形个数。此处的“波形”指一次触发收集的悉数信息。实验证明，业界波形捕获率最高的高功用(带宽1GHz以上)数字存储示波器，大约波形捕获率在8000次左右，其捕获波形的整体时刻大约占到总观测时刻的1～2%，也便是说：悉数信号的98%以上的细节，因示波器的死区时刻而漏失掉了。
每个工程师都信任仪器供给了正确的信息，但很少有工程师会考虑到自己正在运用的示波器只能供给如此之少的波形细节——举个比如，如果您观测的信号里存在一种均匀1秒产生一次的毛病，那么数字存储示波器1秒内发现这个毛病的概率只要不到2%，15秒内发现的概率也只要大约26%。而事实上，因为开发时刻急迫，一般工程师观测一个信号的时刻都不会超越10秒——成果，您只要不到1/4的几率能够捕获这个毛病并进行有用调试。
简直一切的示波器厂商都意识到数字存储示波器波形捕获率低这种缺点，并且开发出了许多进步示波器速度的办法。可是，不管在数据从收集内存传到微处理器时运用两对1.25Gbps的千兆以太网链路的构架，仍是在显现上选用显现部分和抽点显现的加快技能，都未能从最底子的问题上处理吞吐率的问题——串行的构架中，微处理器是速度的瓶颈，只要彻底改动串行结构、解放微处理器，才是处理问题的要害。
在这个方面，泰克公司走在了职业的最前面，从一开端就着手于串行构架的改造。从上世纪90年代中期的InstaVu?到2006年头的实时DPO，根据并行构架的第三代示波器：数字荧光示波器，从呈现逐步走向老练。下图是DPO数字荧光示波器的结构图：
从结构能够看出，DPO数字荧光示波器的并行处理中心是DPX并行成像处理芯片。DPX完结了收集数据的存储、光栅化和计算处理以生成三维数据库。并且能把光栅化的波形图画信息直接导入显存。在这种构架中，微处理器只是做显现操控等作业，不再在数据处理进程中充任瓶颈。
DPO数字荧光示波器的并行结构从底子上处理了DSO数字存储示波器波形捕获率低、波形漏失严峻的缺点。DPO7000、DPO70000系列实时数字荧光示波器的波形捕获率能够到达250000wfm/s，DPO71000、DPO72000系列超高功用数字荧光示波器更可超越300000wfm/s，捕获波形占整体信号的份额也最高可达60%(接连供给);并且新一代的DPX收集也没有了上一代“准实时荧光示波器” 的最高1.25G实时采样率的约束，而是能够作业在任何采样率下，对信号的捕获才能进一步增强，是现在业界发现问题的最佳东西。下图是三家不同厂商的同等级示波器一起观测一个带有偶发毛病(约一秒钟产生一次)的时钟，15秒今后的状况。能够看到，在前面两种示波器简直没有发现任何问题的时分，泰克的数字荧光示波器(右图)却捕获到了此间产生的屡次毛病，不同一望而知。
DPX生成三位数据库在显现上也有巨大优势。这种由硬件缓冲器记载的数据库能够保存波形的起伏、时刻和随时刻改动的起伏(即各点信号呈现的频度)信息，不管在累计速度仍是缓冲器深度(每点26bit)上都远远超越其它厂商的软件生成的数据库。由此三位数据库生成的显现波形，能够以色温、光谱、亮度等级等办法，一起奉告用户起伏、时刻和信号呈现的概率信息，作用十分相似模仿示波器。
数字荧光示波器，具有和模仿示波器适当的波形捕获率和显现办法，对重复信号和有重复特性的信号(如数字信号、串行通讯信号)的捕获和观测才能大大超越传统数字存储示波器，能明显进步调试和验证的功率。一起，数字荧光示波器也具有数字存储示波器关于单次捕获信号的悉数剖析才能。并且，因为其构架的优势，数字荧光示波器在测验项目、测验速度以及测验精度上都全面领先于数字存储示波器。
