模拟与数字示波器时间因数检定方法的差异与结果分析.pdfVIP

《计量与溺试技术》2012年第39卷第4期 模拟与数字示波器时间因数检定方法的差异与结果分析 TheDifferencesandResultsAnalysisonVerificationMethodofTime FactorBetweenAnalogOscilloscopeandDigitalOscilloscope 张耀镭 周春秭 (总参第六十三研究所，江苏 南京210007) 摘 要：本文介绍了模拟和数字示波器时基电路的原理，说明了时间因数检定方法的异同，分析了影响测量结果不确定度的因素，并对测量结果的不 确定度进行了评定和比较。 关键词：示波器；时间因数；检定方法；测量不确定度 1 概述 由内部的时间基准统一保证，包括扫描时基各档位的扫 示波器是最常用的时域测量仪器，根据工作原理分 描速率、延迟时间间隔等。因此，数字示波器的时间因数 为模拟示波器和数字示波器。由于电路原理的不同，时 精度较高，而且不需要对每档扫描时间因数都进行检定。 间因数是模拟示波器和数字示波器检定项 目中受影响较 3 模拟示波器时间因数检定方法及测量结果不确定度 大的项 目。模拟示波器水平扫描因数依据 J《JG262—96 分析 模拟示波器检定规程》进行检定。如果数字示波器的时 模拟示波器水平扫描因数依据 《JIG262—96模拟示 间因数也参照该方法进行检定时，示波器校准仪上得到 波器检定规程》进行检定。将示波器校准仪输出与示波 的误差读数一般为 0“”，不能得到准确的检定结果。因 器被检通道匹配连接。设置示波器校准仪时标信号输出 此，模拟示波器水平扫描因数的检定方法不适用于数字 与模拟示波器扫描时间系数档位值一致。调节示波器相 示波器。 应的旋钮，使示波器显示波形幅度适当。调整示波器校 2 模拟和数字示波器时基电路原理的差异 准仪时标信号的微调旋钮，使示波器显示的时标波形第 对于示波器而言，时间因数主要反映示波器时基 电 二个尖峰和第九个尖峰分别与被检示波器水平时间轴的 路的性能。模拟示波器的时基 电路主要 由扫描门、扫描 10％和9O％处的刻度线相重合。此时，示波器校准仪的时标 电压发生器、电压比较器和释抑电路组成，主要产生加在 误差读数即为被检示波器该档位水平时间系数的误差。 模拟示波器显示屏幕上对应时间轴(x轴)上的驱动扫描 选用HITACHI公司的V一1565型示波器作为被检 电压。在某一水平偏转系数下，时基电路产生周期性、恒 对象，采用FLUKE公司的9500B型示波器校准仪作为测 定增加的斜坡扫描电压。斜坡扫描电压正向斜升过程对 量标准。按照上述方法，对模拟示波器 “lO0~／s／div”档的 应于显示屏上电子柬沿水平坐标从左至右的扫描显示。 水平扫描因数进行检定。模拟示波器测量结果的不确定 斜坡扫描电压的最小值和最大值分别对应模拟示波器显 度主要来 自测量重复性、示波器校准仪输出时标信号不 示屏幕的左、右两边。模拟示波器不同的水平时间因数 准、测量人员对示波器屏幕刻度分辨力、以及示波器触发 对应斜坡扫描电压不同的扫描上升时间。扫描上升时间 电平不准确等因素。由于触发电平不准确引入的测量不 的改变主要 由扫描时基各档位对应的不同阻容值。因 确定可以忽略不计，因此对其它因素对测量结果引入的 此，模拟示波器各个档位的误差也不相同，检定时需要对 测量不