个人计算机和电视技术对示波器设计的影响

电视机和计算机是世界上使用最广泛的两种技术设备，对社会的其他方面产生了重大影响。大屏幕、超薄外形和良好的连通性是目前市场上出售的许多电视机和 PC 的主要卖点。随着客户对于这些特性越来越习惯，他们希望自己的其他显示设备也能提供类似的特性。示波器制造商目前正在示波器中引入现代电视机和 PC 的设计理念，以满足客户的这种需求。

大型显示器

在全世界的家庭中，越来越多的电视机和计算机开始配备大型显示器。不久之前，大部分 PC 配备的还是 13 英寸的显示器。而现在，主流 PC 的新标准已变为 17 英寸显示器，并且许多用户还想为其台式机配置 19 英寸、20 英寸乃至更大屏幕的显示器。电视行业的情况也与此相似，高清电视吸引着人们去购买屏幕更大的电视机。然而，制造商并不只是依靠加大设备体积来安装更大的显示屏，而是一方面加大设备体积，另一方面采用新的设计标准，从而使显示屏达到最大。例如，他们不再把控制器布置在电视机的正面，而是放置到边缘位置，从而使可视区域达到最大。计算机显示器也常常采用同样的优化设计，将控制按钮和连通性端口布置在设备的边缘或背面。

日益增大的显示器还渗透到示波器的设计之中。在电视和 PC 的影响下，客户已习惯了观看较大的显示屏幕，所以希望示波器也有类似的显示能力。以往，示波器的总体设计通常是扁平的卧式设计，前面板上置有大量控制器。如今，一些示波器制造商正在生产立式的超薄型示波器，以便能够配备较大的显示屏。此外，他们还学会最大限度地腾出前面板空间，以更好地容纳大型显示器。目前，制造商一般依靠配备触摸屏或通用功能键来控制屏幕上的菜单，减少前面板上的旋钮和按键数量，从而为示波器提供最大的显示区域，同时仍能为客户提供所有他们希望的可用特性。

示波器采用大屏幕显示器的突出优点是，用户能够更清楚地观看多个波形，发现信号内的一些难以捉摸的细节。更大的显示器之所以变得日益重要，是因为通用示波器除了要显示传统的示波器通道之外，还需要更大的空间来显示数字信号和串行信号。市场上某些较大尺寸的显示屏能够显示 20 多个通道和串行协议，较小尺寸的显示屏是不可能做到这一点的。这就像一个足够大的电视屏幕在画中画工作模式下能够漂亮地显示出两个频道的内容一样。串行解码和混合信号示波器（MSO）的出现，也促进了对较大显示器的需求。



图 1. Agilent InfiniiVision 7000 系列示波器的屏幕快照显示出了数字通道、串行通道和传统示波器通道。12.1 英寸的 XGA LCD 显示器能够清晰地显示所有的这些通道，这对于小尺寸的显示屏来说是一个不可能完成的任务。

但有一点应当指出，并非所有客户都喜欢大型显示器，即使将这种显示器摆在他们面前也是如此。一些客户的垂直工作空间非常宝贵，例如那些需要将示波器堆叠起来或将其放在机架上的用户。为了满足用户的各种不同需求，示波器制造商仍在提供显示屏较小的示波器。另外，保持产品系列的多样化非常重要，这样客户就能够根据他们的需求选择适合的示波器。

纤薄外形

尽管目前许多客户都喜欢大屏幕的电视机和显示器，但他们却不愿以增加体积为代价。据太平洋媒体协会（Pacific Media Associates）的报道，2006 年到 2007 年，全球平板电视销量增加了 86%，2005 年到 2006 年增加了 89%。PC 显示器也经历了向平板显示器的过渡，庞大笨重的CRT（阴极射线管）显示器已不再是行业的标准。尽管大屏幕电视机和计算机显示器已上市多年，但它们是在兼具了纤薄外形之后才得以引发最近的销售狂潮。客户喜欢大屏幕显示器，但却不愿让这些设备在房间中或工作台上占据太多的空间。

虽然便携式示波器不是什么新鲜事物，但便携性与大屏幕尺寸的结合却是相当新颖的设计策略。如上所述，随着工程技术人员越来越习惯于其他设备上的大屏幕，示波器上的小型显示器已不能令人满意。在很多情况下，大型显示器都是必不可少的，因为越来越多的客户需要使用通用示波器来显示数字信号和串行信号。但是，这些用户同时又希望示波器能够继续保持便携性，或者说是尽量减少占用工作台上的空间。要满足这两个要求，最简单的方法就是增加示波器的高度并减少它的厚度。



图 2. Agilent InfiniiVision 7000 系列示波器配有同档产品中最大的显示器（12.1 英寸 XGA LCD），同时保持纤小的体积（厚 17.3 cm），重量仅 5.9 kg。

CRT 显示器与 LCD 显示器的比较

此前，CRT 显示器一直是电视机和计算机的标准配置。不过随着时间的推移，越来越多的制造商开始选择 LCD 显示器。主要原因就是 CRT 显示器庞大笨重，而 LCD 显示器却无需占据那么大的空间。使用 LCD 显示器，制造商就能设计出大屏幕平板设备。一旦价格显著下降，这些设备便会得到许多人的喜欢。

基于完全相同的原因，许多示波器也开始使用 LCD 显示器来代替 CRT 显示器，这使示波器制造商能够设计出大屏幕、小体积、同时价格对客户来说又不太高的示波器。此外，他们还开始使用分辨率比上一代示波器更高的显示器。毕竟示波器是一种可视工具，大屏幕和清晰、鲜明的高分辨率显示能力会使提升产品的品质。例如，Agilent InfiniiVision 7000 系列示波器使用了具有 XGA 分辨率的 12.1 英寸 LCD 显示器。这种大屏幕使示波器能够在显示串行协议的同时清楚地显示多达 20 个通道。如果没有这种分辨率，示波器上的信号图像不会如此轮廓鲜明，要在屏幕上同时清晰显示多个波形所包含的大量信息将十分困难。

连通性

在现代化的工作环境中，传输电子数据已是非常普遍的一种操作。人们希望能够方便、快速地在电子设备之间传输大量数据。例如，目前人们对用手机接收电子邮件或只需几秒钟就能在计算机之间传输大文件的事情已是司空见惯。再比如，看一下现代电视机的背面板，我们会发现大多数电视机都有许多输入和输出插孔，这些插孔使电视机能够连接大量不同设备。

同样，使用示波器的客户也需要这种无缝的数据传输。许多人的数据操作经验都源于计算机的使用，因此示波器上的连通性端口和控制装置都是围绕着 PC 设计的。在许多情况下，如果用户观察示波器的背面，就会发现示波器的连接部分与计算机的连通性部分非常相似。现代示波器所提供的典型连通性端口包括 USB 1.1 和 2.0（主机和设备）、RS-232、PS/2、LAN 和 XGA 视频输出端口（用于在外部显示器上显示波形）。目前，许多示波器还配有 CD-ROM 或 CD-RW 驱动器和内置硬盘（用户通常在 PC 上看到的一种数据操作设备）。



图3. Agilent 90000A 系列示波器具有 USB 2.0 主机和设备端口、GPIB、LAN、RS-232、PS/2 端口以及远程控制软件，并具有业界领先的数据传输速度。

某些示波器还使用户能够通过 PC 进行远程控制、显示波形并对波形进行分析。例如，远程接入能使用户在家中对示波器进行校准，这样当用户上班时仪器已准备就绪。

通过 LAN 连接实现共享接入已经证明非常有用，因为多个用户可以通过公司内网或互联网来访问同一示波器。这使示波器可以继续留在中心位置，而让各地的团队成员针对特定对象共同工作。

结论

电视机和计算机是世界上使用最广泛的两种技术设备，因此，成为用户衡量其他仪器的标杆。大屏幕平板 LCD 电视和计算机显示器的普及以及现代 PC 的连通性优势，使许多客户对没有这些优点的产品不屑一顾。尽管许多客户以前还能接受小显示器的示波器，但现在也已改变想法。即使是那些热衷于便携式示波器的用户，也常常要求示波器在保持小体积的同时，能够配备较大的屏幕。在这个数字化程度不断增加的世界中，许多客户已习惯了快速、简单地数据传输，不具备这种能力的示波器将被淘汰。

随着计算机和电视技术不断发展并对社会产生影响，人们有理由相信示波器的设计也将继续发展，以满足客户的需求和期望。

作者简介

Robert 于 2007 年加入安捷伦，担任教育产品工程师，负责高性能示波器和探头的相关工作。

Robert 获得中央密苏里州立大学的物理学学士学位，后进入乔治亚大学（仿真物理中心），师从 David P. Landau 博士并获得物理学硕士学位。他的业余兴趣是钓鱼和读书。