圖文詳解示波器拆了之后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（上）

首先要解釋一下何為混合域示波器？既然說(shuō)到這個(gè)話題，就不得不說(shuō)一下示波器的進(jìn)化史了，接下來(lái)簡(jiǎn)單講一下示波器進(jìn)化簡(jiǎn)史。 第一代示波器——模擬示波器(ART-analog real time oscilloscope ) 純模擬機(jī)器，使用示波管顯示X-Y掃描成像顯示波形，到后期有字符疊加功能可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的測(cè)量參數(shù)顯示，巔峰之作為泰克7000系列。下圖泰克485為經(jīng)典之一：

第二代示波器——數(shù)字示波器(DSO-digital oscilloscope) 數(shù)字機(jī)以AD轉(zhuǎn)換器加DSP或者FPGA為控制器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣處理顯示緩存。

第三代示波器——數(shù)字熒光示波器(DPO-Digital Phosphor Oscilloscope) 以數(shù)字示波器為基礎(chǔ)加強(qiáng)波形捕獲處理能力，使其具有與模擬示波器近似的波形余暉功能和更高的波形刷新率。

第四代示波器——混合信號(hào)示波器(MSO Mixed Signal Oscilloscope) 以數(shù)字熒光示波器為基礎(chǔ)，在模擬通道的基礎(chǔ)上加入邏輯分析意義數(shù)字通道，并將觸發(fā)通道擴(kuò)展至數(shù)字通道使數(shù)字通道與模擬通道可同時(shí)測(cè)量顯示。 代表作為安捷倫54622D

第五代示波器也是今天的主角——混合域示波器(MDO Mixed Domain Oscilloscope) 以數(shù)字示波器為基礎(chǔ)加入頻譜分析儀功能，將時(shí)域測(cè)量(示波器/邏輯分析儀均為時(shí)域測(cè)量?jī)x器)與頻域測(cè)量集大成與一體并加入信號(hào)發(fā)生器功能，數(shù)字通道模擬通道信號(hào)發(fā)生器通道與射頻通道可共同使用測(cè)量分析，真正的多合一儀器。

OK！簡(jiǎn)單的廢話之后，下面進(jìn)入正文： 首先介紹一下這臺(tái)機(jī)器的來(lái)歷——機(jī)緣巧合 那是2018年初夏的某一天，某朋友有一臺(tái)機(jī)器剛買(mǎi)不久，由于囊中羞澀買(mǎi)不起高帶寬型號(hào)故而購(gòu)買(mǎi)了此系列4通道最低版本MDO3014，100M模擬帶寬4通道。 使用幾天后發(fā)現(xiàn)性能有點(diǎn)捉襟見(jiàn)肘，于是便與我商量一下，看看能不能發(fā)來(lái)給他破解個(gè)帶寬之類的，OK接鍋。 等待幾天順豐的關(guān)愛(ài)到手，嶄新的MDO3014：

收到之后迫不及待開(kāi)機(jī)試試，畢竟這機(jī)器是個(gè)新系列，從來(lái)沒(méi)用過(guò)也沒(méi)接觸過(guò)，哥倆排排坐。

開(kāi)機(jī)進(jìn)測(cè)量看看模擬通道，感覺(jué)沒(méi)啥區(qū)別。

還是試試射頻通道吧（咱也不太會(huì)用頻譜儀，也就是瞎捅捅）。

兩臺(tái)機(jī)器湊一塊，同時(shí)按下開(kāi)機(jī)鍵看看開(kāi)機(jī)速度吧........這邊都進(jìn)測(cè)量了，他大哥那邊BIOS自檢還沒(méi)過(guò)去，更別提進(jìn)系統(tǒng)了。

拉倒，看看細(xì)節(jié)吧帶，Windows系統(tǒng)的機(jī)器是真不能指望開(kāi)機(jī)速度快。

操作面板 模擬通道 射頻通道，數(shù)字通道還有部分快捷功能鍵，不得不說(shuō)中間那個(gè)新加上去的search十分好用。

輸入通道接口部分特寫(xiě)，模擬通道接口為tekVPI接口，與DPO系列通用并且兼容普通BNC探頭，射頻通道為普通N頭。

屁股后面的接口，信號(hào)源輸出 AUX輸出 LAN VGA USB。

然后抄起螺絲刀，大喊一句eevblog的經(jīng)典臺(tái)詞，Don't turn it on,take it apart！

拆掉后蓋4顆螺絲直接扒褲子：

拆掉一圈螺絲，開(kāi)蓋：

內(nèi)臟概覽，風(fēng)扇與電源(主交流電源居然沒(méi)有屏蔽......)

電源特寫(xiě)：

屁股上接口小板特寫(xiě)，芯片為AFG用。

采集板/主板概覽：

DC電源變換部分特寫(xiě)：

主程序CPU概覽，飛思卡爾。

采集部分概覽，泰克定制ADC DMX。

主程序FPGA特寫(xiě)，旁邊有FPGA 的邏輯分析儀debug接口。

主采樣處理器特寫(xiě)，泰克定制。

這邊有個(gè)十分讓人困惑的東西，翻來(lái)覆去看半天，確定是與電路連通的，但不知何用。

主程序CPU特寫(xiě)：

內(nèi)部接口部分特寫(xiě)，估計(jì)為采集處理器調(diào)試接口。

采集板核心全貌，主要芯片除FPGA外均為泰克定制IC。

ADC部分：

采樣處理器部分：

主程序CPU旁邊有一個(gè)NVRAM：

上面還畫(huà)了絲印，選擇性打膠，必須打膠……這么認(rèn)真的給畫(huà)上（打膠是為了防止該區(qū)域受潮導(dǎo)致NVRAM漏電掉數(shù)據(jù)）

將采集板主板翻出來(lái)看看下層模擬前端：

前端通道板：

模擬信號(hào)送往ADC的接口，高速連接器：

這面是采集板背面的對(duì)應(yīng)接口：

采集板特寫(xiě)：

采集板上AD時(shí)鐘部分特寫(xiě)，晶振很可愛(ài)！

然后就是在懷疑的點(diǎn)上飛線扣上外殼開(kāi)機(jī)測(cè)量通信信號(hào)嘗試破解。 順帶手一提，還真研究出來(lái)怎么破了型號(hào)選件帶寬全都可以破，這臺(tái)機(jī)器最后破到了MDO3054+1G帶寬選件，頻譜擴(kuò)展到6G。

最后嘛，自然就是等到了第一次柜臺(tái)調(diào)整，折騰了好久，這機(jī)器也在我手里用了一段時(shí)間，感覺(jué)還是不錯(cuò)的！

延伸閱讀：示波器最全知識(shí)整理

第一部分 示波器的介紹

示波器的作用

示波器屬于通用的儀器，任一個(gè)硬件工程師都應(yīng)該了解示波器的工作原理并能夠熟練使用示波器，掌握示波器是對(duì)每個(gè)硬件工程師的基本要求。 示波器是用來(lái)顯示波形的儀器，顯示的是信號(hào)電壓隨時(shí)間的變化。因此，示波器可以用來(lái)測(cè)量信號(hào)的頻率，周期，信號(hào)的上升沿/下降沿，信號(hào)的過(guò)沖，信號(hào)的噪聲，信號(hào)間的時(shí)序關(guān)系等等。

在示波器顯示屏上，橫坐標(biāo)（X）代表時(shí)間，縱坐標(biāo)（Y）代表電壓，（注，如果示波器有測(cè)量電流的功能，縱坐標(biāo)還代表電流。）還有就是比較少被關(guān)注的-亮度（Z），在TEK的DPO示波器中，亮度還表示了出現(xiàn)概率（它用16階灰度來(lái)表示出現(xiàn)概率）。

編輯：jq