对于一个工程师来说，当需要一个用来检测波形特性的仪器时，有两个选择：独立的数字存储示波器和基于PC的数字化仪。数字存储示波器是很好的观测信号波形的仪器，而基于PC的数字化仪也可提供与示波器相似的功能。什么情况下使用示波器，什么情况下适合用数字化仪呢？了解了这两种测试设备的特点将有助于做出正确的选择。

　　独立的数字存储示波器和基于PC的数字化仪都有一个核心器件，那就是A/D转换器（A/D converter）芯片，二者最大的不同在于它们的外形封装上。

　　历史上，独立的数字存储示波器将A/D转换器、内置的控制按钮、显示器以及各种分析功能封装在一个盒子中，从数字存储示波器将数据传输给远处的PC是一个附加功能，并且传输速度一般相对比较慢。而基于PC的数字化仪内嵌在PC内，可以与PC操作系统紧密联系。近几年，一些高端的数字存储示波器也开始安装Windows操作系统，在这一点上，示波器越来越像数字化仪了。可是，数字存储示波器仍然是一个封闭的盒子，要想往里面添加其他硬件是不可能的。

　　数字存储示波器的优势

　　从早期的模拟示波器开始，在工作台上信号测量过程中，示波器的一个基本用途始终都是能够显示快速的波形。传统的模拟示波器可以100%显示快速信号。一般的，现在的DSO（数字存储示波器）已经为信号的显示作了很多优化，DSO使用特殊的硬件实现了快速的波形显示和刷新。基于PC的数字化仪采用Windows图形接口，一般不能提供DSO那么快的刷新速度。另一种号称数字荧光DSO的示波器可以模拟出模拟示波器荧光屏的持续显示特点，在明暗显示与实时性上已经与模拟示波器不相上下。

　　DSO的另一个优势是宽泛的信号处理能力，大多数DSO可以接受的信号幅度要比基于PC的数字化仪宽得多，而且，具有多种探头可供选择。利用不同的探头，用户可以测量电压达几百伏、频率超过10GHz的信号。

　　目前，最高的采样率和输入带宽（40GS/s、超过10GHz）仍然只有独立的DSO才能实现。主要原因是示波器厂商拥有采用专利技术的高速采样A/D转换器芯片，他们还有高速专用探头，这些都为采集高带宽信号提供了技术上的保证。

　　数字化仪的优势

　　基于PC的数字化仪的主要优势在于它的灵活性，它可以工作在开放的PC环境中。一个PC主机可以安装任何其他数字化仪的显示阵列、工具卡、控制软件，这样，基于PC的这套系统就可以按照用户的要求进行个性化配置。比如，现在要构建一套扫描超声探测仪，可以采用基于PC的脉冲发生器/收发器卡、超声传感器、数字化仪获取接收到的超声信号，再利用电机来控制样品的位置，用一块高端显卡显示数据波形，所有这些设备都可以集成在一套专为超声探测设计的控制软件下。这样构建的测试系统可能会被看作是一套应用软件，或常常被称为虚拟仪器。

　　基于PC的数字化仪的其他特点包括模块化、个性化等，用户要做的仅仅是选择满足测量通道数的数字化仪个数即可。性能不同的数字化仪可以混合安装在同一台PC内，如果将来需要增加内存和通道，系统可以很容易地进行扩充。基于PC的数字化仪的最大的优势是，它可以200MB/s的速度通过PCI总线将数据传输到PC的内存中，由PC负责数据的分析、显示，并进一步将数据保存到存储器中。DSO则自身处理信号、显示波形，一般通过速率较低的外部总线与PC连接，如GPIB等。DSO获取波形的速率是每秒10～100个波形，而数字化仪可以以高达每秒 10 000个波形的速度连续获取波形。

　　对于需要多个通道的测量应用，基于PC的数字化仪的另一个优势是体积简约——一个底板上一般最少可以安装2个实时输入通道。另外，如果要给基于PC的数字化仪增加硬件或软件功能，操作起来比给DSO增加相应功能要简单得多。

　　不同的解决方案

　　从上面的介绍可以看出DSO和基于PC的数字化仪各有千秋，在进行特定的波形测量时，两种仪器常常采用完全不同的方法。

　　基于PC的数字化仪目前可达到的垂直分辨率有8位、12位、14位、16位，分辨率越高，数字化仪对微弱信号就更敏感。

　　
　　表1 两种仪器的特性比较

　　常用DSO的分辨率为8位，在理论上，并没有什么限制DSO的生产商提高分辨率，但是，也许是受A/D转换器的采样限制，也许是因为8位分辨率已经可以满足人的视觉需求，DSO生产商一般通过灵活的DC-偏移调制技术(DC-offset adjustment)，忽略高振幅信号成分，放大低振幅信号成分，而不是一味的提高分辨率。

　　对于非重复信号，或重复信号很少发生时，DSO通常通过复杂的触发功能（允许在希发事件上触发）来解决这个问题。持续的数字荧光显示使DSO可以显示希发事件。

　　基于PC的数字化仪的触发功能较简单，一般情况下，通过增加存储深度来弥补这一不足，如，Gage公司的CompuScope数字化仪板载内存达到4GB，深存储可以帮助用户从整体上来分析非重复信号。

　　对于DSO来说，波形参数的测量（如上升沿时间、脉宽等）通过内置的处理器来进行，因为没有进行原始数据转换，通常会大大增加到PC的数据通量。

　　而基于PC的数字化仪一般通过主机PC来进行波形参数的测量和显示，这样就大大增加了分析的灵活性，用户不用局限于供应商所提供的测量方案。近来，数字化仪生产商通过利用功能强大的FPGA和DSP，已开始提供实时板载数据处理功能。

　　知道了这两种测量方式的优缺点，对于工程师来说，选择哪一种方案就非常清楚了。一般地，对于显示未知信号和采集变化信号的台式应用，一般采用DSO，当信号的特性已经熟知，并且用户希望构建一个快速自动监视信号的测量系统时，基于PC的数字化仪则是一个不错的选择。