示波器的架構(gòu)經(jīng)歷了幾十年的沉淀，特別是最近二十年數(shù)字示波器的高速發(fā)展，已經(jīng)基本趨于穩(wěn)定，當(dāng)代數(shù)字示波器的基本組成主要包括：模擬前端(負(fù)責(zé)信號(hào)調(diào)理)->模數(shù)轉(zhuǎn)換器(調(diào)理后信號(hào)數(shù)字化)->數(shù)據(jù)采集/存儲(chǔ)/信號(hào)處理->顯示與人機(jī)接口。其中前兩個(gè)部分決定了示波器絕大部分性能指標(biāo)，也是示波器的核心所在。
帶寬與模擬前端
帶寬，是選擇示波器時(shí)最基本的參數(shù)，從2004年的30GHz問(wèn)世，到45GHz的出現(xiàn)，這期間等待了5年，而到60GHz示波器的出現(xiàn)只有短短的3年，而最近的12個(gè)月里，示波器三強(qiáng)紛紛更新了自己的最頂級(jí)配置示波器，一切仿佛對(duì)2002-2004年示波器性能軍備競(jìng)賽的翻拍。
決定帶寬的關(guān)鍵是示波器的模擬前端，包括衰減器,放大器和相關(guān)電路，是被測(cè)信號(hào)進(jìn)入示波器的大門，示波器的測(cè)試信號(hào)帶寬很多情況下都是由模擬前端的帶寬決定的，也就是直接影響了示波器的本底噪聲和量程。模擬前端的設(shè)計(jì)工作在示波器的硬件設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，實(shí)際上占據(jù)了一半以上的工作量，并且在很大程度上最終決定了示波器的硬件性能。
對(duì)于模擬前端來(lái)說(shuō)，其影響示波器的主要性能指標(biāo)包括：
●模擬帶寬，包括對(duì)被測(cè)信號(hào)幅頻響應(yīng)特性，在時(shí)域上表現(xiàn)為上升時(shí)間指標(biāo)和過(guò)沖性能指標(biāo);
●輸入信號(hào)幅度動(dòng)態(tài)范圍(非數(shù)字處理的最小垂直靈敏度到最大垂直靈敏度的范圍);
●直流增益精度和偏移精度兩個(gè)指標(biāo)的初始誤差特性和溫度漂移特性;
●輸入阻抗特性(電阻并聯(lián)寄生電容)影響在帶探頭或不帶探頭情況下對(duì)被測(cè)電路的影響。
如果給示波器的模擬前端設(shè)計(jì)在整個(gè)的硬件設(shè)計(jì)中的重要地位做一個(gè)形象的比喻，模擬前端的作用類似于照相機(jī)的鏡頭。很多攝影發(fā)燒友在使用單反相機(jī)，一個(gè)很重要的原因是單反相機(jī)的鏡頭有更好的光學(xué)特性。類似的道理，模擬前端對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減放大和信號(hào)調(diào)理，系統(tǒng)噪聲也會(huì)被放大。如果示波器的模擬前端設(shè)計(jì)差，系統(tǒng)噪聲大，希望測(cè)試的微小信號(hào)將無(wú)法捕獲;如果在頻域觀測(cè)，這些噪聲將使信噪比下降，底噪升高。如果信號(hào)通路間的隔離度不夠，其他通道的信號(hào)將對(duì)被測(cè)信號(hào)造成較大的干擾。同時(shí)，模擬前端的線性度和抗飽和能力也十分重要。
