嵌入式软件工程师-嵌入式系统调试与测试-示波器使用_示波器的测量与分析技术.docx

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示例教程：示波器使用与测量分析技术

1示例模块：示波器基础操作

1.1了解示波器的基本结构与功能

示波器是一种用于观察和分析电信号波形的仪器。它主要由以下几个部分组成：

显示屏：显示信号波形。

垂直系统：控制信号的垂直幅度和位置。

水平系统：控制信号的水平时间轴。

触发系统：确保信号波形稳定显示。

输入通道：接收被测信号。

探头接口：连接探头，用于安全地接入被测电路。

示波器的功能包括但不限于：-波形显示：直观地显示电信号的波形。-幅度测量：测量信号的电压幅度。-时间测量：测量信号的周期、频率和上升时间。-触发功能：捕捉特定的信号事件。-存储与分析：保存波形，进行深入分析。

1.2掌握示波器的开机与基本设置

开机步骤：1.确保示波器与电源连接。2.打开示波器电源开关。3.设置探头衰减比，通常为10:1或1:1。

基本设置包括：-垂直灵敏度：调整V/div旋钮，设置每格代表的电压值。-水平时间基：调整t/div旋钮，设置每格代表的时间值。-触发源与模式：选择触发源（如通道1或2），设置触发模式（如自动、常态或单次）。

1.3示例：示波器探头的正确使用与校准

1.3.1正确使用探头

选择合适的探头：根据信号电压选择10:1或1:1的探头。

连接探头：将探头的BNC接口连接到示波器的输入通道。

接地：使用探头的接地夹连接到电路的接地端。

接触信号：探头的尖端接触电路中的信号点。

1.3.2校准探头

示波器通常具有校准信号输出，用于校准探头和示波器的垂直灵敏度。步骤如下：

选择校准信号：通常为1kHz的正弦波，幅度为1V。

连接探头：将探头连接到示波器的校准信号输出。

调整垂直灵敏度：使校准信号的波形在屏幕上显示为1V的幅度，即调整V/div旋钮，使波形占据10格。

记录校准结果：确认探头的衰减比和示波器的垂直灵敏度设置。

1.4信号的输入与显示调整

1.4.1输入信号

将探头连接到电路中，选择适当的输入通道，确保信号正确输入。

1.4.2显示调整

垂直调整：使用垂直位置旋钮调整波形在屏幕上的垂直位置。

水平调整：使用水平位置旋钮调整波形在屏幕上的水平位置。

触发调整：调整触发水平，使波形稳定显示。

1.5示例：使用Python进行示波器数据的分析

虽然直接操作示波器不涉及编程，但将示波器数据导入计算机进行分析时，可以使用Python。以下是一个简单的示例，展示如何使用Python的numpy和matplotlib库来分析和可视化示波器数据。

importnumpyasnp

importmatplotlib.pyplotasplt

#示例数据：一个正弦波信号

time=np.linspace(0,1,1000)#时间轴，从0到1秒，1000个点

signal=np.sin(2*np.pi*100*time)#100Hz的正弦波

#绘制信号波形

plt.figure(figsize=(10,5))

plt.plot(time,signal)

plt.title(示波器信号波形)

plt.xlabel(时间(秒))

plt.ylabel(电压(V))

plt.grid(True)

plt.show()

#计算信号的幅度

max_amplitude=np.max(signal)

min_amplitude=np.min(signal)

amplitude=max_amplitude-min_amplitude

print(f信号幅度：{amplitude}V)

#计算信号的周期

period=1/100#100Hz的信号周期为0.01秒

print(f信号周期：{period}秒)

1.5.1代码解释

数据生成：使用numpy生成一个100Hz的正弦波信号。

绘图：使用matplotlib库绘制信号波形。

幅度计算：通过计算信号的最大值和最小值，得出信号的幅度。

周期计算：根据信号的频率计算周期。

通过上述示例，可以了解如何在计算机上分析和可视化示波器数据，这对于深入理解信号特性非常有帮助。#示例教程：示波器的测量技术

2电压测量方法与技巧

2.1原理

示波器测量电压时，主要通过其垂直通道（Y轴）来捕捉信号的幅度变化。电压测量的准确性取决于示波器的垂直灵敏度设置和探头的正确使用。垂直灵敏度（VoltsperDivision，V/div）是示波器上每格代表的电压值，而探头则用于将被测信号引入示波器，常见的探头有10:1衰减和1:1直接耦合两种。

2.2内容

设置垂直灵敏度：根据被测信号的预期电压范围，调整示波器的V/div值，