示波器及探头使用(培训)_课程.doc

示波器及探头使用 公司目前使用的示波器以数字示波器为主，分为两类，一类是福禄克（FLUKE）数字示波器，另一类是泰克（Tektronix），另外还有一台建伍(KENWOOD)的模拟示波器。示波器在生产和研发中都是非常重要的一种仪器，而且也是非常昂贵的一种仪器，所以正确使用示波器不仅能提高工作效率，也能减小对示波器的不合理损耗。 一、示波器基础知识 ◆ 什么叫示波器？ 示波器本质上是一种图形显示设备，它描绘电信号的图形曲线。在大多数应用中，呈现的图形能够表明信号随时间的变化过程：垂直（Y）轴表示电压，水平（X）轴表示时间。有时称亮度为Z 轴。这一简单的图形能够说明信号的许多特性，例如：信号的时间和电压值振荡信号的频率信号所代表电路的“变化部分”信号的特定部分相对于其他部分的发生频率是否存在故障部件使信号产生失真信号的直流值 (DC) 和交流值 (AC)信号的噪声值和噪声是否随时间变化。 ◆ 波形测量 频率和周期 不断重复的信号具有频率特性。频率的单位是赫兹（Hz），表示一秒时间内信号重复的次数。成为周期每秒。重复信号也具有周期特性，即信号完成一个循环所需要的时间量。周期和频率互为倒数关系，即1/ 周期等于频率，同理1/ 频率等于周期。 电压 电压是电路两点间的电势能或信号强度。有时把地线或零电压作为参考点。如果测量的是波形从最高峰值到最低峰值的电压值，则称为电压的峰值- 峰值。 幅度 幅度是指电路两点间电压量。幅度通常指被测信号以地或零电压为参考时的最大电压。 其他 有些示波器还提供了测量 相位、占空比、延时、上升时间等的功能。 ◆ 示波器的分类 模拟示波器 本质上，模拟示波器工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。示波器屏幕通常是阴极射线管（CRT）。电子束投到荧幕的某处，屏幕后面总会有明亮的荧光物质。当电子束水平扫过显示器时，信号的电压是电子束发生上下偏转，跟踪波形直接反映到屏幕上。在屏幕同一位置电子束投射频度越大，显示得也越亮。 数字示波器 与模拟示波器不同，数字示波器通过模数转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。它捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止。随后，数字示波器重构波形并在显示器上显示出来。 ◆ 相关术语 带宽 带宽决定示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加，示波器对信号的准确显示能力将下降。示波器带宽指的是正弦输入信号衰减到其实际幅度的70.7% 时的频率值。如果没有足够的带宽，示波器将无法分辨高频变化。幅度将出现失真，边缘将会消失，细节数据将被丢失。如果没有足够的带宽，得到的关于信号的所有特性，响铃和振鸣等都毫无意义。示波器所需带宽＝被测信号的最高频率成分× 5。为了保证测试信号幅度和上升延的精度，选择示波器的带宽应为被测信号频率的3-5倍，精确测量要8-10倍或以上。一台典型为100MHz示波器的频率响应曲线（简化的曲线和实际的曲线）采样速率也称为数字化速率，是指单位时间内，对模拟输入信号的采样次数，常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的一项重要指标。如果采样速率不够，容易出现混迭现象如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号，示波器显示的信号频率却是50KHz，这是怎么回事呢？这是因为示波器的采样速率太慢，产生了混迭现象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率，或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了，而显示的波形仍不稳定。根据奈奎斯特定理，采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不会发生混迭，如一个500MHz的信号，至少需要1GS/s的采样速率。调整扫速采用自动设置（Autoset）触发功能要确保能捕获和同步被测信号以利于观察和分析被测波形。触发方式有三种：自动触发、触发、单次触发。边缘（Edge）触发 扫描速度表征轨迹扫过示波器显示屏的速度有多快，使您能够发现更细微的细节。示波器的扫描速度用时间 (秒) / 格表示。 耦合 耦合控制机构决定输入信号从示波器前面板上的BNC输入端通到该通道垂直偏转系统其它部分的方式。耦合控制可以有两种设置方式，即DC耦合和AC耦合。DC耦合方式为信号提供直接的连接通路。因此信号提供直接的连接通路。因此信号的所有分量（AC和：DC）都会影响示波器的波形显示。AC耦合方式则在BDC端和衰减器之间串联一个电容。这样，信号的DC分量就被阻断，而信号的低频AC分量也将受阻或大为衰减。示波器的低频截止频率就是示波器显示的信号幅度仅为其直实幅度为71％时的信号频率。示波器的低频截止频率主要决定于其输入耦合电容的数值。示波器的低频截止频率典型值为10Hz和耦合控制机构有关的另一个功能是输入接地功能。这时，输入信号和衰减器断开并将衰减器输入端连至示波器的地电平。当选择