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數字示波器很多時候都被叫做數字存儲示波器，因為數字示波器中重要的一環，就是把ADC采集的數據存儲起來。現代數字示波器采集數據的主要過程我們通過這塊的主板進行直觀了解：
①信號通過探頭衰減成合適比例送入示波器前端。示波器能測多大電壓一般取決于探頭，探頭通過衰減可以把上萬伏的電壓信號變成幾十伏。
②信號通過耦合電路到達前端衰減器和放大器，示波器軟件上表現為調節垂直檔位，使得波形盡量占滿整個屏幕，從而提高垂直精度，使測量更準確。前端部分很大程度上決定了示波器的第一指標：帶寬。
③ARM處理器控制FPGA調節ADC模數轉換器采樣率，示波器軟件上表現為調節時基，由于存儲深度為固定值，采樣率 = 存儲深度 ÷ 波形記錄時長，通常時基設置的改變是通過改變采樣率來實現的。因此廠家標注的采樣率往往是在特定時基設置之下才有效的，在大時基下受存儲深度的影響，采樣率不得不降低。ADC模數轉換器和RAM高速存儲器影響著數字示波器的另外兩大指標：采樣率和存儲深度。
④接下去，由FPGA驅動ADC同步采樣，ADC將采集到的數據進行二進制數據化并寫入高速緩存。存儲器緩存即存儲深度，一般存儲器的大小是示波器標識存儲深度大小的四倍，因為FPGA無法控制示波器的觸發，因此采集的信號必定先是標識存儲深度的2倍，然后再來根據觸發篩選其中的一段波形，所以示波器可以看到觸發位置之前的波形。又由于示波器在篩選之前采集的波形的時候，采集不能停，否則就會導致波形捕獲率太低，因此同時還需要繼續采集同樣長度的采樣點，如此反復，這樣一來就是四倍了。
⑤收到觸發指令后，存儲器再把數據交給ARM處理器處理。
⑥ARM處理器將數據處理后通過顯示接口將數據輸出至顯示屏展示給使用者。通過計算，示波器還能模仿出類似模擬示波器的多級輝度顯示，以及數字示波器*的色溫顯示效果，余暉顯示效果。
⑦示波器處理完數據后，可以把當前的波形圖像或者是數據保存到存儲器中，要注意這里的存儲不同于存儲深度的高速存緩，大多數示波器采用外部存儲器如U盤，SD卡，電腦等，現在一些現代化的示波器會內置大存儲可以直接保存在示波器里。
這個過程中，②③④都是并行處理的。
由于數字示波器處理速度的制約，所以它并不能保證被測信號的波形能連續不斷地實時顯示在屏幕上，顯示的兩個波形之間會有波形數據丟失，也即所說的死區時間，這也是數字示波器相比較于模擬示波器的最大缺點了。不過，隨著示波器運算能力的增強，波形捕獲率的不斷上升，這一缺點也在被慢慢彌補。
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