示波器的概述 示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細小的光點(這是傳統(tǒng)的模擬示波器的工作原理)。在被測信號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。 示波器的作用 用來測量交流電或脈沖電流波的形狀的儀器,由電子管放大器、掃描振蕩器、陰極射線管等組成。除觀測電流的波形外,還可以測定頻率、電壓強度等。凡可以變?yōu)殡娦?yīng)的周期性物理過程都可以用示波器進行觀測 示波器的分類 示波器可以分為模擬示波器和數(shù)字示波器,對于大多數(shù)的電子應(yīng)用,無論模擬示波器和數(shù)字示波器都是可以勝任的,只是對于一些特定的應(yīng)用,由于模擬示波器和數(shù)字示波器所具備的不同特性,才會出現(xiàn)適合和不適合的地方。 模擬式:模擬示波器的工作方式是直接測量信號電壓,并且通過從左到右穿過示波器屏幕的電子束在垂直方向描繪電壓。數(shù)字式:數(shù)字示波器的工作方式是通過模擬轉(zhuǎn)換器(ADC)把被測電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,并對樣值進行存儲,存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止,隨后,數(shù)字示波器重構(gòu)波形。數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲示波器(DSO),數(shù)字熒光示波器(DPO)和采樣示波器。模擬示波器要提高帶寬,需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進。數(shù)字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉(zhuǎn)換器的性能,對示波管和掃描電路沒有特殊要求。加上數(shù)字示波管能充分利用記憶、存儲和處理,以及多種觸發(fā)和超前觸發(fā)能力。廿世紀八十年代數(shù)字示波器異軍突起,成果累累,大有全面取代模擬示波器之勢,模擬示波器的確從前臺退到后臺。 示波器的使用方法 示波器雖然分成好幾類,各類又有許多種型號,但是一般的示波器除頻帶寬度、輸入靈敏度等不完全相同外,在使用方法的基本方面都是相同的。本章以SR-8型雙蹤示波器為例介紹。 (一)面板裝置 SR-8型雙蹤示波器的面板圖如圖5-12所示。其面板裝置按其位置和功能通常可劃分為3大部分:顯示、垂直(Y軸)、水平(X軸)。現(xiàn)分別介紹這3個部分控制裝置的作用。 1.顯示部分主要控制件為: (1)電源開關(guān)。 (2)電源指示燈。 (3)輝度 調(diào)整光點亮度。 (4)聚焦調(diào)整光點或波形清晰度。 (5)輔助聚焦 配合“聚焦”旋鈕調(diào)節(jié)清晰度。 (6)標尺亮度調(diào)節(jié)坐標片上刻度線亮度。 (7)尋跡 當按鍵向下按時,使偏離熒光屏的光點回到顯示區(qū)域,而尋到光點位置。 (8)標準信號輸出1kHz、1V方波校準信號由此引出。加到Y(jié)軸輸入端,用以校準Y軸輸入靈敏度和X軸掃描速度。 2.Y軸插件部分 (1)顯示方式選擇開關(guān)用以轉(zhuǎn)換兩個Y軸前置放大器YA與YB 工作狀態(tài)的控制件,具有五種不同作用的顯示方式:“交替”:當顯示方式開關(guān)置于“交替”時,電子開關(guān)受掃描信號控制轉(zhuǎn)換,每次掃描都輪流接通YA或YB 信號。當被測信號的頻率越高,掃描信號頻率也越高。電子開關(guān)轉(zhuǎn)換速率也越快,不會有閃爍現(xiàn)象。這種工作狀態(tài)適用于觀察兩個工作頻率較高的信號。“斷續(xù)”:當顯示方式開關(guān)置于“斷續(xù)”時,電子開關(guān)不受掃描信號控制,產(chǎn)生頻率固定為200kHz方波信號,使電子開關(guān)快速交替接通YA和YB。由于開關(guān)動作頻率高于被測信號頻率,因此屏幕上顯示的兩個通道信號波形是斷續(xù)的。當被測信號頻率較高時,斷續(xù)現(xiàn)象十分明顯,甚至無法觀測;當被測信號頻率較低時,斷續(xù)現(xiàn)象被掩蓋。因此,這種工作狀態(tài)適合于觀察兩個工作頻率較低的信號。“YA”、“YB ”:顯示方式開關(guān)置于“YA ”或者“YB ”時,表示示波器處于單通道工作,此時示波器的工作方式相當于單蹤示波器,即只能單獨顯示“YA”或“YB ”通道的信號波形。“YA + YB”:顯示方式開關(guān)置于“YA + YB ”時,電子開關(guān)不工作,YA與YB 兩路信號均通過放大器和門電路,示波器將顯示出兩路信號疊加的波形。 (2)“DC-⊥-AC”Y軸輸入選擇開關(guān),用以選擇被測信號接至輸入端的耦合方式。置于“DC”是直接耦合,能輸入含有直流分量的交流信號;置于“AC”位置,實現(xiàn)交流耦合,只能輸入交流分量;置于“⊥”位置時,Y軸輸入端接地,這時顯示的時基線一般用來作為測試直流電壓零電平的參考基準線。 (3)“微調(diào)V/div”靈敏度選擇開關(guān)及微調(diào)裝置。靈敏度選擇開關(guān)系套軸結(jié)構(gòu),黑色旋鈕是Y軸靈敏度粗調(diào)裝置,自10mv/div~20v/div分11檔。紅色旋鈕為細調(diào)裝置,順時針方向增加到滿度時為校準位置,可按粗調(diào)旋鈕所指示的數(shù)值,讀取被測信號的幅度。當此旋鈕反時針轉(zhuǎn)到滿度時,其變化范圍應(yīng)大于2.5倍,連續(xù)調(diào)節(jié)“微調(diào)”電位器,可實現(xiàn)各檔級之間的靈敏度覆蓋,在作定量測量時,此旋鈕應(yīng)置于順時針滿度的“校準”位置。 (4)“平衡” 當Y軸放大器輸入電路出現(xiàn)不平衡時,顯示的光點或波形就會隨“V/div”開關(guān)的“微調(diào)”旋轉(zhuǎn)而出現(xiàn)Y軸方向的位移,調(diào)節(jié)“平衡”電位器能將這種位移減至最小。 (5)“↑↓” Y軸位移電位器,用以調(diào)節(jié)波形的垂直位置。 (6)“極性、拉YA ”YA 通道的極性轉(zhuǎn)換按拉式開關(guān)。拉出時YA 通道信號倒相顯示,即顯示方式(YA+ YB )時,顯示圖像為YB - YA 。 (7)“內(nèi)觸發(fā)、拉YB ”觸發(fā)源選擇開關(guān)。在按的位置上(常態(tài)) 掃描觸發(fā)信號分別取自YA 及YB 通道的輸入信號,適應(yīng)于單蹤或雙蹤顯示,但不能夠?qū)﹄p蹤波形作時間比較。當把開關(guān)拉出時,掃描的觸發(fā)信號只取自于YB 通道的輸入信號,因而它適合于雙蹤顯示時對比兩個波形的時間和相位差。 (8)Y軸輸入插座采用BNC型插座,被測信號由此直接或經(jīng)探頭輸入。 3.X軸插件部分 (1)“t/div” 掃描速度選擇開關(guān)及微調(diào)旋鈕。X軸的光點移動速度由其決定,從0.2μs~1s共分21檔級。當該開關(guān)“微調(diào)”電位器順時針方向旋轉(zhuǎn)到底并接上開關(guān)后,即為“校準”位置,此時“t/div”的指示值,即為掃描速度的實際值。 (2)“擴展、拉×10”掃描速度擴展裝置。是按拉式開關(guān),在按的狀態(tài)作正常使用,拉的位置掃描速度增加10倍。“t/div”的指示值,也應(yīng)相應(yīng)計取。采用“擴展 拉×10”適于觀察波形細節(jié)。 (3)“→←” X軸位置調(diào)節(jié)旋鈕。系X軸光跡的水平位置調(diào)節(jié)電位器,是套軸結(jié)構(gòu)。外圈旋鈕為粗調(diào)裝置,順時針方向旋轉(zhuǎn)基線右移,反時針方向旋轉(zhuǎn)則基線左移。置于套軸上的小旋鈕為細調(diào)裝置,適用于經(jīng)擴展后信號的調(diào)節(jié)。 (4)“外觸發(fā)、X外接”插座采用BNC型插座。在使用外觸發(fā)時,作為連接外觸發(fā)信號的插座。也可以作為X軸放大器外接時信號輸入插座。其輸入阻抗約為1MΩ。外接使用時,輸入信號的峰值應(yīng)小于12V。 (5)“觸發(fā)電平”旋鈕 觸發(fā)電平調(diào)節(jié)電位器旋鈕。用于選擇輸入信號波形的觸發(fā)點。具體地說,就是調(diào)節(jié)開始掃描的時間,決定掃描在觸發(fā)信號波形的哪一點上被觸發(fā)。順時針方向旋動時,觸發(fā)點趨向信號波形的正向部分,逆時針方向旋動時,觸發(fā)點趨向信號波形的負向部分。 (6)“穩(wěn)定性”觸發(fā)穩(wěn)定性微調(diào)旋鈕。用以改變掃描電路的工作狀態(tài),一般應(yīng)處于待觸發(fā)狀態(tài)。調(diào)整方法是將Y軸輸入耦合方式選擇(AC-地-DC)開關(guān)置于地檔,將V/div開關(guān)置于最高靈敏度的檔級,在電平旋鈕調(diào)離自激狀態(tài)的情況下,用小螺絲刀將穩(wěn)定度電位器順時針方向旋到底,則掃描電路產(chǎn)生自激掃描,此時屏幕上出現(xiàn)掃描線;然后逆時針方向慢慢旋動,使掃描線剛消失。此時掃描電路即處于待觸發(fā)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,用示波器進行測量時,只要調(diào)節(jié)電平旋鈕,即能在屏幕上獲得穩(wěn)定的波形,并能隨意調(diào)節(jié)選擇屏幕上波形的起始點位置。少數(shù)示波器,當穩(wěn)定度電位器逆時針方向旋到底時,屏幕上出現(xiàn)掃描線;然后順時針方向慢慢旋動,使屏幕上掃描線剛消失,此時掃描電路即處于待觸發(fā)狀態(tài)。 (7)“內(nèi)、外” 觸發(fā)源選擇開關(guān)。置于“內(nèi)”位置時,掃描觸發(fā)信號取自Y軸通道的被測信號;置于“外”位置時,觸發(fā)信號取自“外觸發(fā)X 外接”輸入端引入的外觸發(fā)信號。 (8)“AC”“AC(H)”“DC”觸發(fā)耦合方式開關(guān)。 “DC”檔,是直流藕合狀態(tài),適合于變化緩慢或頻率甚低(如低于100Hz)的觸發(fā)信號。“AC”檔,是交流藕合狀態(tài),由于隔斷了觸發(fā)中的直流分量,因此觸發(fā)性能不受直流分量影響?!癆C(H)”檔,是低頻抑制的交流耦合狀態(tài),在觀察包含低頻分量的高頻復(fù)合波時,觸發(fā)信號通過高通濾波器進行耦合,抑制了低頻噪聲和低頻觸發(fā)信號(2MHz以下的低頻分量),免除因誤觸發(fā)而造成的波形幌動。 (9)“高頻、常態(tài)、自動”觸發(fā)方式開關(guān)。用以選擇不同的觸發(fā)方式,以適應(yīng)不同的被測信號與測試目的。“高頻”檔,頻率甚高時(如高于5MHz),且無足夠的幅度使觸發(fā)穩(wěn)定時,選該檔。此時掃描處于高頻觸發(fā)狀態(tài),由示波器自身產(chǎn)生的高頻信號(200kHz信號),對被測信號進行同步。不必經(jīng)常調(diào)整電平旋鈕,屏幕上即能顯示穩(wěn)定的波形,操作方便,有利于觀察高頻信號波形?!俺B(tài)”檔,采用來自Y軸或外接觸發(fā)源的輸入信號進行觸發(fā)掃描,是常用的觸發(fā)掃描方式。“自動”擋,掃描處于自動狀態(tài)(與高頻觸發(fā)方式相仿),但不必調(diào)整電平旋鈕,也能觀察到穩(wěn)定的波形,操作方便,有利于觀察較低頻率的信號。 (10)“+、-”觸發(fā)極性開關(guān)。在“+”位置時選用觸發(fā)信號的上升部分,在“-”位置時選用觸發(fā)信號的下降部分對掃描電路進行觸發(fā)。 示波器使用前的檢查 示波器初次使用前或久藏復(fù)用時,有必要進行一次能否工作的簡單檢查和進行掃描電路穩(wěn)定度、垂直放大電路直流平衡的調(diào)整。示波器在進行電壓和時間的定量測試時,還必須進行垂直放大電路增益和水平掃描速度的校準。示波器能否正常工作的檢查方法、垂直放大電路增益和水平掃描速度的校準方法,由于各種型號示波器的校準信號的幅度、頻率等參數(shù)不一樣,因而檢查、校準方法略有差異。 示波器的使用步驟 用示波器能觀察各種不同電信號幅度隨時間變化的波形曲線,在這個基礎(chǔ)上示波器可以應(yīng)用于測量電壓、時間、頻率、相位差和調(diào)幅度等電參數(shù)。下面介紹用示波器觀察電信號波形的使用步驟。 1.選擇Y軸耦合方式 根據(jù)被測信號頻率的高低,將Y軸輸入耦合方式選擇“AC-地-DC”開關(guān)置于AC或DC。 2.選擇Y軸靈敏度 根據(jù)被測信號的大約峰-峰值(如果采用衰減探頭,應(yīng)除以衰減倍數(shù);在耦合方式取DC檔時,還要考慮疊加的直流電壓值),將Y軸靈敏度選擇V/div開關(guān)(或Y軸衰減開關(guān))置于適當檔級。實際使用中如不需讀測電壓值,則可適當調(diào)節(jié)Y軸靈敏度微調(diào)(或Y軸增益)旋鈕,使屏幕上顯現(xiàn)所需要高度的波形。 3.選擇觸發(fā)(或同步)信號來源與極性 通常將觸發(fā)(或同步)信號極性開關(guān)置于“+”或“-”檔。 4.選擇掃描速度 根據(jù)被測信號周期(或頻率)的大約值,將X軸掃描速度t/div(或掃描范圍)開關(guān)置于適當檔級。實際使用中如不需讀測時間值,則可適當調(diào)節(jié)掃速t/div微調(diào)(或掃描微調(diào))旋鈕,使屏幕上顯示測試所需周期數(shù)的波形。如果需要觀察的是信號的邊沿部分,則掃速t/div開關(guān)應(yīng)置于最快掃速檔。 5.輸入被測信號 被測信號由探頭衰減后(或由同軸電纜不衰減直接輸入,但此時的輸入阻抗降低、輸入電容增大),通過Y軸輸入端輸入示波器。 示波器的常見現(xiàn)象 沒有光點或波形:電源未接通;輝度旋鈕未調(diào)節(jié)好;X,Y軸移位旋鈕位置調(diào)偏;Y軸平衡電位器調(diào)整不當,造成直流放大電路嚴重失衡。 水平方向展不開:觸發(fā)源選擇開關(guān)置于外檔,且無外觸發(fā)信號輸入,則無鋸齒波產(chǎn)生;電平旋鈕調(diào)節(jié)不當;穩(wěn)定度電位器沒有調(diào)整在使掃描電路處于待觸發(fā)的臨界狀態(tài);X軸選擇誤置于X外接位置,且外接插座上又無信號輸入;兩蹤示波器如果只使用A通道(B通道無輸入信號),而內(nèi)觸發(fā)開關(guān)置于拉YB位置,則無鋸齒波產(chǎn)生。 垂直方向無展示:輸入耦合方式DC-接地-AC開關(guān)誤置于接地位置;輸入端的高、低電位端與被測電路的高、低電位端接反;輸入信號較小,而V/div誤置于低靈敏度檔。 波形不穩(wěn)定:穩(wěn)定度電位器順時針旋轉(zhuǎn)過度,致使掃描電路處于自激掃描狀態(tài)(未處于待觸發(fā)的臨界狀態(tài));觸發(fā)耦合方式AC、AC(H)、DC開關(guān)未能按照不同觸發(fā)信號頻率正確選擇相應(yīng)檔級;選擇高頻觸發(fā)狀態(tài)時,觸發(fā)源選擇開關(guān)誤置于外檔(應(yīng)置于內(nèi)檔)部分示波器掃描處于自動檔(連續(xù)掃描)時,波形不穩(wěn)定。 垂直線條密集或呈現(xiàn)一矩形:t/div開關(guān)選擇不當,致使f掃描<> 水平線條密集或呈一條傾斜水平線:t/div關(guān)選擇不當,致使f掃描>>f信號。 垂直方向的電壓讀數(shù)不準:未進行垂直方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度(v/div)校準;進行v/div校準時,v/div微調(diào)旋鈕未置于校正位置(即順時針方向未旋足);進行測試時,v/div微調(diào)旋鈕調(diào)離了校正位置(即調(diào)離了順時針方向旋足的位置);使用l0 :1衰減探頭,計算電壓時未乘以10倍;被測信號頻率超過示波器的最高使用頻率,示波器讀數(shù)比實際值偏??;測得的是峰-峰值,正弦有效值需換算求得。 水平方向的讀數(shù)不準:未進行水平方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度(t/div)校準;進行t/div校準時,t/div微調(diào)旋鈕未置于校準位置(即順時針方向未旋足);進行測試時,t/div微調(diào)旋鈕調(diào)離了校正位置(即調(diào)離了順時針方向旋足的位置);掃速擴展開關(guān)置于拉(×10)位置時,測試未按t/div開關(guān)指示值提高靈敏度10倍計算。 交直流疊加信號的直流電壓值分辨不清:Y軸輸入耦合選擇DC-接地-AC開關(guān)誤置于AC檔(應(yīng)置于DC檔);測試前未將DC-接地-AC開關(guān)置于接地檔進行直流電平參考點校正;Y軸平衡電位器未調(diào)整好。 測不出兩個信號間的相位差:測不出兩個信號間的相位差(波形顯示法)雙蹤示波器誤把內(nèi)觸發(fā)(拉YB)開關(guān)置于按(常態(tài))位置應(yīng)把該開關(guān)置于拉YB位置;雙蹤示波器沒有正確選擇顯示方式開關(guān)的交替和斷續(xù)檔;單線示波器觸發(fā)選擇開關(guān)誤置于內(nèi)檔;單線示波器觸發(fā)選擇開關(guān)雖置于外檔,但兩次外觸發(fā)未采用同一信號。 調(diào)幅波形失常:t/div開關(guān)選擇不當,掃描頻率誤按調(diào)幅波載波頻率選擇(應(yīng)按音頻調(diào)幅信號頻率選擇)。 波形調(diào)不到要求的起始時間和部位:穩(wěn)定度電位器未調(diào)整在待觸發(fā)的臨界觸發(fā)點上;觸發(fā)極性(+、-)與觸發(fā)電平(+、-)配合不當;觸發(fā)方式開關(guān)誤置于自動檔(應(yīng)置于常態(tài)檔)。 觸發(fā)或同步掃描:緩緩調(diào)節(jié)觸發(fā)電平(或同步)旋鈕,屏幕上顯現(xiàn)穩(wěn)定的波形,根據(jù)觀察需要,適當調(diào)節(jié)電平旋鈕,以顯示相應(yīng)起始位置的波形;如果用雙蹤示波器觀察波形,作單蹤顯示時,顯示方式開關(guān)置于YA或YB。被測信號通過YA或YB輸入端輸入示波器。Y軸的觸發(fā)源選擇“內(nèi)觸發(fā)一拉YB”開關(guān)置于按(常態(tài))位置。若示波器作兩蹤顯示時,顯示方式開關(guān)置于交替檔(適用于觀察頻率不太低的信號),或斷續(xù)檔(適用于觀察頻率不太高的信號),此時Y軸的觸發(fā)源選擇“內(nèi)觸發(fā)-拉YB”開關(guān)置“拉YB”檔。 使用不當造成的異常現(xiàn)象:示波器在使用過程中,往往由于操作者對于示波原理不甚理解和對示波器面板控制裝置的作用不熟悉,會出現(xiàn)由于調(diào)節(jié)不當而造成異?,F(xiàn)象。 示波器的應(yīng)用 電壓的測量利用示波器所做的任何測量,都是歸結(jié)為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度,既可以測量直流電壓和正弦電壓,又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個脈沖電壓波形各部分的電壓幅值,如上沖量或頂部下降量等。這是其他任何電壓測量儀器都不能比擬的。 1.直接測量法 所謂直接測量法,就是直接從屏幕上量出被測電壓波形的高度,然后換算成電壓值。定量測試電壓時,一般把Y軸靈敏度開關(guān)的微調(diào)旋鈕轉(zhuǎn)至“校準”位置上,這樣,就可以從“V/div”的指示值和被測信號占取的縱軸坐標值直接計算被測電壓值。所以,直接測量法又稱為標尺法。 (1)交流電壓的測量 將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“AC”位置,顯示出輸入波形的交流成分。如交流信號的頻率很低時,則應(yīng)將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“DC”位置。 將被測波形移至示波管屏幕的中心位置,用“V/div”開關(guān)將被測波形控制在屏幕有效工作面積的范圍內(nèi),按坐標刻度片的分度讀取整個波形所占Y軸方向的度數(shù)H,則被測電壓的峰-峰值VP-P可等于“V/div”開關(guān)指示值與H的乘積。如果使用探頭測量時,應(yīng)把探頭的衰減量計算在內(nèi),即把上述計算數(shù)值乘10。 例如示波器的Y軸靈敏度開關(guān)“V/div”位于0.2檔級,被測波形占Y軸的坐標幅度H為5div,則此信號電壓的峰-峰值為1V。如是經(jīng)探頭測量,仍指示上述數(shù)值,則被測信號電壓的峰-峰值就為10V。 (2)直流電壓的測量 將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“地”位置,觸發(fā)方式開關(guān)置“自動”位置,使屏幕顯示一水平掃描線,此掃描線便為零電平線。將Y軸輸入耦合開關(guān)置“DC”位置,加入被測電壓,此時,掃描線在Y軸方向產(chǎn)生跳變位移H,被測電壓即為“V/div”開關(guān)指示值與H的乘積。直接測量法簡單易行,但誤差較大。產(chǎn)生誤差的因素有讀數(shù)誤差、視差和示波器的系統(tǒng)誤差(衰減器、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、示波管邊緣效應(yīng))等。 2.比較測量法 比較測量法就是用一已知的標準電壓波形與被測電壓波形進行比較求得被測電壓值。將被測電壓Vx輸入示波器的Y軸通道,調(diào)節(jié)Y軸靈敏度選擇開關(guān)“V/div”及其微調(diào)旋鈕,使熒光屏顯示出便于測量的高度Hx并做好記錄,且“V/div”開關(guān)及微調(diào)旋鈕位置保持不變。去掉被測電壓,把一個已知的可調(diào)標準電壓Vs輸入Y軸,調(diào)節(jié)標準電壓的輸出幅度,使它顯示與被測電壓相同的幅度。此時,標準電壓的輸出幅度等于被測電壓的幅度。比較法測量電壓可避免垂直系統(tǒng)引起和誤差,因而提高了測量精度。 時間的測量示波器時基能產(chǎn)生與時間呈線性關(guān)系的掃描線,因而可以用熒光屏的水平刻度來測量波形的時間參數(shù),如周期性信號的重復(fù)周期、脈沖信號的寬度、時間間隔、上升時間(前沿)和下降時間(后沿)、兩個信號的時間差等等。 將示波器的掃速開關(guān)“t/div”的“微調(diào)”裝置轉(zhuǎn)至校準位置時,顯示的波形在水平方向刻度所代表的時間可按“t/div”開關(guān)的指示值直讀計算,從而較準確地求出被測信號的時間參數(shù)。 相位的測量利用示波器測量兩個正弦電壓之間的相位差具有實用意義,用計數(shù)器可以測量頻率和時間,但不能直接測量正弦電壓之間的相位關(guān)系。利用示波器測量相位的方法很多,下面,僅介紹幾種常用的簡單方法。 1.雙蹤法 雙蹤法是用雙蹤示波器在熒光屏上直接比較兩個被測電壓的波形來測量其相位關(guān)系。測量時,將相位超前的信號接入YB通道,另一個信號接入YA通道。選用YB觸發(fā)。調(diào)節(jié)“t/div”開關(guān),使被測波形的一個周期在水平標尺上準確地占滿8div,這樣,一個周期的相角360°被8等分,每1div相當于45°。讀出超前波與滯后波在水平軸的差距T,按下式計算相位差φ: φ=45°/div×T(div) 如T==1.5div ,則φ=45°/div×1.5div=67.5° 頻率的測量用示波器測量信號頻率的方法很多,下面介紹常用的兩種基本方法。 1.周期法 對于任何周期信號,可用前述的時間間隔的測量方法,先測定其每個周期的時間T,再用下式求出頻率f :f=1/T 例如示波器上顯示的被測波形,一周期為8div,“t/div”開關(guān)置“1μs”位置,其“微調(diào)”置“校準”位置。則其周期和頻率計算如下: T=1us/div×8div = 8us f= 1/8us =125kHz 所以,被測波形的頻率為125kHz。 使用示波器的注意事項 儀器操作人員的安全和儀器安全,儀器在安全范圍內(nèi)正常工作,保證測量波形準確、數(shù)據(jù)可靠,應(yīng)注意: 1.通用示波器通過調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕使光點直徑最小以使波形清晰,減小測試誤差;不要使光點停留在一點不動,否則電子束轟擊一點宜在熒光屏上形成暗斑,損壞熒光屏。 2.測量系統(tǒng)- 例如示波器、信號源;打印機、計算機等設(shè)備等。被測電子設(shè)備- 例如儀器、電子部件、電路板、被測設(shè)備供電電源等設(shè)備接地線必須與公共地(大地)相連。 3. TDS200/TDS1000/TDS2000 系列數(shù)字示波器配合探頭使用時,只能測量(被測信號- 信號地就是大地,信號端輸出幅度小于300V CAT II)信號的波形。絕對不能測量市電AC220V 或與市電AC220V 不能隔離的電子設(shè)備的浮地信號。(浮地是不能接大地的,否則造成儀器損壞,如測試電磁爐。) 4.通用示波器的外殼,信號輸入端BNC 插座金屬外圈,探頭接地線,AC220V 電源插座接地線端都是相通的。如儀器使用時不接大地線,直接用探頭對浮地信號測量,則儀器相對大地會產(chǎn)生電位差;電壓值等于探頭接地線接觸被測設(shè)備點與大地之間的電位差。這將對儀器操作人員、示波器、被測電子設(shè)備帶來嚴重安全危險。 5. 用戶如須要測量開關(guān)電源(開關(guān)電源初級,控制電路) 、UPS(不間斷電源)、電子整流器、節(jié)能燈、變頻器等類型產(chǎn)品或其它與市電AC220V 不能隔離的電子設(shè)備進行浮地信號測試時,必使用DP100高壓隔離差分探頭。 示波器使用中的其他注意事項 (1)熱電子儀器一般要避免頻繁開機、關(guān)機,示波器也是這樣。 (2)如果發(fā)現(xiàn)波形受外界干擾,可將示波器外殼接地. (3)“Y輸入”的電壓不可太高,以免損壞儀器,在最大衰減時也不能超過400 V.“Y輸入”導(dǎo)線懸空時,受外界電磁干擾出現(xiàn)干擾波形,應(yīng)避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象。 (4)關(guān)機前先將輝度調(diào)節(jié)旋鈕沿逆時針方向轉(zhuǎn)到底,使亮度減到最小,然后再斷開電源開關(guān).(5)在觀察熒屏上的亮斑并進行調(diào)節(jié)時,亮斑的亮度要適中,不能過亮。 |
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