想象一下一張照片要怎么樣才能清晰？當(dāng)然是像素點(diǎn)越多，照片包含的原始信息就越接近真實，自然看起來也就越清晰。

我們從示波器上看到的波形其實也可以理解成一張照片，那么這張照片包含的點(diǎn)越多，自然也就越接近真實的樣子。示波器的存儲深度就是表達(dá)了示波器最多能存儲多少個數(shù)據(jù)點(diǎn)。比如28Mpts的存儲深度，說明示波器最多可以存儲兩千八百萬個采樣點(diǎn)。

對于拍攝一張靜止的照片，照相機(jī)拍照時間的快慢關(guān)系并不大，因為結(jié)果并不會改變。但是由于信號是不斷變化的，因此對示波器而言更像是在不停拍攝運(yùn)動的照片，并且是超高速的運(yùn)動，這個時候除了采樣點(diǎn)數(shù)量以外，采樣點(diǎn)采集的速度也就至關(guān)重要了。示波器重建一個信號不僅僅取決于有多少個數(shù)據(jù)點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)點(diǎn)的速度也很關(guān)鍵。示波器的采樣率就是示波器每秒能采集多少個數(shù)據(jù)點(diǎn)的能力。如果示波器的采樣率不足，那么我們就無法準(zhǔn)確地看到信號的真實樣子。

輸入示波器的信號在時間軸和電壓軸上也都是連續(xù)變化的，由于計算機(jī)只能處理離散的數(shù)字信號，像這樣的信號是無法用數(shù)字的方法進(jìn)行描述和處理，因此還需要用高速ADC對信號進(jìn)行采樣和量化，也就是數(shù)字化的過程。經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，在時間和電壓上連續(xù)變化的波形就變?yōu)橐粋€個連續(xù)變化的數(shù)字化的采樣點(diǎn)。

在進(jìn)行采樣或者進(jìn)行數(shù)字量化的過程中，如果要盡可能真實地重建波形，最關(guān)鍵的問題就是在時間軸上的采樣點(diǎn)是否足夠密集以及在垂直方向的電壓的量化級數(shù)。水平方向采樣點(diǎn)的間隔取決于示波器的ADC的采樣率，而垂直方向的電壓量化級數(shù)則取決于ADC的位數(shù)。

示波器的運(yùn)作過程大概是這樣的：

我們通過探頭給示波器輸入一個信號，被測信號經(jīng)過示波器前端的放大、衰減等信號調(diào)理電路后，然后高速ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號采樣和數(shù)字量化，示波器的采樣率就是對輸入信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時采樣時鐘的頻率，通俗的講就是采樣間隔，每個采樣間隔采集一個采樣點(diǎn)。比如1GSa/s的采樣率，代表示波器具備每秒鐘采集10億個采樣點(diǎn)的能力，此時其采樣間隔就是10納秒。

對于實時示波器來說，目前普遍采用的是實時采樣方式。所謂實時采樣，就是對被測的波形信號進(jìn)行等間隔的一次連續(xù)的高速采樣，然后根據(jù)這些連續(xù)采樣的樣點(diǎn)重構(gòu)或恢復(fù)波形。在實時采樣過程中，很關(guān)鍵的一點(diǎn)是要保證示波器的采樣率要比被測信號的變化快很多。

那么究竟要快多少呢？可以參考數(shù)字信號處理中的奈奎斯特（Nyquist）定律。Nyquist定律說， 如果被測信號帶寬是有限的，那么在對信號進(jìn)行采樣和量化時，如果采樣率是被測信號帶寬的2倍以上，就可以完全重建或恢復(fù)出信號中承載的信息而不會產(chǎn)生混疊。

如下圖就是采樣率不足導(dǎo)致的信號混疊，可以看到采集到的信號和原始信號相比，頻率變小了很多。

大多數(shù)示波器會提供幾種采樣模式供用戶選擇，常見的有正常采樣、平均采樣、峰值采樣和包絡(luò)采樣。

正常采樣模式下，示波器按相等的時間間隔對信號采樣以重建波形。此模式可對大部分波形產(chǎn)生最佳顯示效果。

在峰值采樣模式中，當(dāng)水平時基設(shè)置較低時，將保留最小采樣值和最大采樣值，以捕獲罕見事件和窄事件（在擴(kuò)大任何噪聲的前提下）。該模式將顯示至少與采樣周期一樣寬的所有脈沖。峰值采樣模式可用于更方便地查看毛刺或窄脈沖。在峰值采樣模式中，窄毛刺和跳變沿比“正?！辈蓸幽Ｊ街酗@示得更亮，使它們更容易被看到。應(yīng)用峰值采樣方式可以避免信號的混淆，但也會顯示更多的實際噪聲。