從一個數字到整幅畫面
在第 1 篇裡，數位萬用表遞給你一個值得信賴的數字——一個穩定的電壓、一個電阻值、一個真有效值讀數。當你在意的東西靜止不動時，這很完美。但電子學裡多數的東西都在動：一道時脈邊緣、騎在電源上的漣波、每秒爆發一次的突波、運算放大器安定時的振鈴。一台只會平均、或只回報一個有效值的萬用表，會悄悄把那些形狀全部丟掉。示波器這台儀器，把電壓畫在螢幕的縱軸、時間畫在橫軸，於是你拿到的不再是一個數字，而是整部電影。
腦中放一個簡單的圖像。如果說數位萬用表是一支只報「23 度」的溫度計，那示波器就是一整個下午連續的溫度曲線——你看得到尖峰、看得到緩慢的漂移、看得到暖氣啟動的那一刻。靠它你能讀出訊號的形狀（正弦、方波、三角波）、它的峰對峰高度、它的週期進而算出頻率，以及萬用表藏起來的那些醜東西：過衝、雜訊、振鈴，還有那種爆一下就消失的單次突波。把示波器開得好，是你工作桌技術上單一最大的躍進。
框出畫面：垂直與時基
兩個控制旋鈕框出每一道波形。垂直旋鈕設定每格電壓——螢幕上往上一個方格代表多少伏特——而時基（水平旋鈕）則設定橫向的每格時間。錶面被刻成一張叫做刻度格線的網格，通常是高 8 格、寬 10 格，你讀波形的方法就是數格數，再乘上每格的設定值。把垂直旋鈕轉到波形高度舒服為止；把時基轉到能看見幾個週期為止。
替它配上數字。假設垂直在 1 V/格，一個正弦波從最低點到最高點填滿 6 格：那就是 6 Vpp，峰對峰值為 6 V，所以振幅是 3 V，而（對正弦波而言）它的有效值是 3 / 1.414 ≈ 2.1 V——正是真有效值萬用表該報的數字，只是現在形狀就攤在你眼前。把時基設成 0.5 ms/格，數出一個完整週期橫跨 4 格：週期是 4 times 0.5 = 2 ms，所以頻率是 1 / 0.002 = 500 Hz。像這樣直接從網格上讀出振幅與頻率，就是核心技術——其餘都只是精修。
每個通道還有一個耦合切換開關，而它很重要。直流耦合把訊號原原本本顯示出來，連直流準位一起。交流耦合則塞進一顆串聯電容把直流擋掉，好讓你放大去看騎在一個大穩定準位上的小擺動——比方 5 V 軌上那 20 mV 的漣波。代價很誠實：那顆電容是個高通濾波器，所以交流耦合會讓任何接近直流的東西失真、移位，對非常慢的訊號更是徹底說謊。還有，在你相信任何讀數之前，永遠要知道你的 0 V 線在哪裡——就是螢幕邊緣那個小小的接地標記。
觸發：把移動的波凍住
一個重複的波，每秒抵達數千次。如果示波器只是隨它每次碰巧的起點去畫每一次掃描，畫面就會是一團在螢幕上滑動的模糊塗鴉。解藥是觸發（觸發）：你告訴示波器「在訊號朝這個方向越過這個電壓之前，先別開始畫。」於是每一次掃描都從波上的同一點開始，每道掃描精準地疊在彼此之上，組成一幅單一、穩如磐石的影像。
這就是頻閃燈的把戲。對一台旋轉的電扇，每轉一圈閃一次頻閃燈，扇葉就會凝結在原地；閃的速率不對，它們就會緩緩爬行或拖出殘影。觸發就是你波形的那盞頻閃燈。你最常動到的兩個設定，是觸發準位（要越過的電壓）與斜率（上升或下降邊緣）。把準位放在一道乾淨邊緣的半途、訊號擺動的中間，畫面就會鎖得死死的。
三種觸發模式涵蓋多數工作。自動（Auto）即使找不到觸發也會畫，所以你永遠看得到某個東西——適合搜尋一個走失的訊號。正常（Normal）只在條件真正滿足時才畫，所以一個穩定但間歇的訊號會保持乾淨、不被假造出來。單次（Single）武裝一次、捕捉到下一個事件後就停——這是捕捉單發突波，或抓住無法重來的開機序列的正確工具。一個拒絕停下來的畫面，幾乎總是代表觸發準位被設在訊號實際電壓範圍之外；把它推回擺動之內就好。
x10 探棒，以及為什麼要補償它
你也許以為任何一條線把電路接到示波器都一樣好。誠實的真相是：在你量測的當下，探棒成了電路的一部分，而錯的探棒會改變你想看的那個東西本身——這就是探棒負載（探棒負載）。示波器的輸入端通常是 1 megohm 與大約 15 到 20 pF 並聯，而纜線又再堆上數十皮法。把它光裸地碰上一個高阻抗節點，輸入電阻會把準位拉低，輸入電容會把快速邊緣磨鈍——你量到的會是探棒、和電路各佔一半。
解法是 x10 探棒（示波器探棒）。它在探針尖端串了一顆 9 megohm 電阻，於是與示波器的 1 megohm 一起構成一個 10 比 1 的分壓器：電路現在看到的是 10 megohm 而不是 1——溫和了十倍——而示波器再把顯示值乘回十倍。但純電阻分壓器只在直流時守得住 10 比 1；到了較高頻率，雜散電容就會接管並毀掉這個比例。所以探棒在尖端藏了一顆微小的可調電容，而要得到平坦的響應，規則是讓兩個 RC 時間常數相匹配：9 Mohm times C_tip = 1 Mohm times C_scope。微調尖端電容，使 9M times C_tip 等於 1M times（示波器加纜線的電容）（若那一側約 90 pF，尖端電容就落在 10 pF 附近），分壓器在每一個頻率上都恰好是 10 比 1。
1x PROBE 10x PROBE --------------------------------------------------------- signal on screen full size 1/10 size (rescaled) resistive load 1 Mohm 10 Mohm capacitive load ~60-130 pF ~10-15 pF usable bandwidth low (a few MHz) high (full scope BW) best used for slow, large signals almost everything
- 把探棒切到 x10，並告訴示波器通道這是一支 x10 探棒，好讓螢幕上的電壓被正確地換算回來。
- 把探針尖夾到示波器內建的補償端子（一個約 1 kHz 的乾淨方波），接地夾夾到它的接地片上。
- 調整垂直與時基，讓兩三個方波週期填滿螢幕。
- 端詳方波的頂部：圓鈍、下垂的轉角代表補償不足（尖端電容太小）；冒尖的過衝代表補償過度（尖端電容太大）。
- 轉動探棒本體上那顆小小的微調螺絲，直到轉角俐落且完全平坦——此時電容分壓器在所有頻率上都與電阻分壓器匹配了。
- 在精密工作之前把這件事養成習慣，每當你把探棒換到不同通道或不同示波器時，都重新檢查一遍。
頻寬、取樣，與那只接地夾
示波器無法誠實地顯示比它頻寬更快的頻率——頻寬定義為正弦波的顯示高度跌到真值 70%（−3 dB）的那一點。這不是一堵磚牆：一台「100 MHz」的示波器，對一個真實的 100 MHz 正弦波已經少讀約 30%，更高的讀得更小。實用規則是挑一個約為你在意的最高頻率五倍的頻寬，因為方波是它的基頻加上一疊諧波，你需要前幾個諧波才能讓邊緣保持方正。一個好用的捷徑：示波器能解析的最快邊緣，上升時間約為 0.35 / 頻寬，所以 100 MHz 給你大約 3.5 ns 的邊緣，再快就不行。而在非常快的邊緣上，探棒那條長長的接地夾引線會帶來會振鈴的電感，所以換上短短的接地彈簧，才能得到最乾淨的高速畫面。
數位示波器還會取樣：它把波形抓成一串快速的點，再把點連起來。若取樣率沒有舒服地高過訊號，那些點可能描出一個緩慢卻很有說服力、其實根本不存在的波——這就是混疊，而且事後任何設定都無法把它救回，正如取樣定理所警告的（你必須以高於最高頻率兩倍的速率取樣，而實務上要快上好幾倍才能得到忠實的形狀）。所以當一道波形看起來慢得可疑、或呈階梯狀時，先懷疑取樣率，再去相信那幅畫面；也別忘了麵包板本身的雜散電容，可能在示波器看到之前就先把快速訊號糊掉了。