示波器及探頭使用(培訓資料)

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1、示波器及探頭使用公司目前使用的示波器以數(shù)字示波器為主，分為兩類，一類是福祿克（FLUKE）數(shù)字示波器，另一類是泰克（Tektronix），另外還有一臺建伍(KENWOOD)的模擬示波器。示波器在生產(chǎn)和研發(fā)中都是非常重要的一種儀器，而且也是非常昂貴的一種儀器，所以正確使用示波器不僅能提高工作效率，也能減小對示波器的不合理損耗。一、示波器基礎知識◆什么叫示波器？示波器本質上是一種圖形顯示設備，它描繪電信號的圖形曲線。在大多數(shù)應用中，呈現(xiàn)的圖形能夠表明信號隨時間的變化過程：垂直（Y）軸表示電壓，水平（X）軸表示時間。有時稱亮度為Z

2、軸。這一簡單的圖形能夠說明信號的許多特性，例如：信號的時間和電壓值振蕩信號的頻率信號所代表電路的“變化部分”信號的特定部分相對于其他部分的發(fā)生頻率是否存在故障部件使信號產(chǎn)生失真信號的直流值(DC)和交流值(AC)信號的噪聲值和噪聲是否隨時間變化?！舨ㄐ螠y量頻率和周期不斷重復的信號具有頻率特性。頻率的單位是赫茲（Hz），表示一秒時間內信號重復的次數(shù)。成為周期每秒。重復信號也具有周期特性，即信號完成一個循環(huán)所需要的時間量。周期和頻率互為倒數(shù)關系，即1/周期等于頻率，同理1/頻率等于周期。電壓電壓是電路兩點間的電勢能或信號強度。有

3、時把地線或零電壓作為參考點。如果測量的是波形從最高峰值到最低峰值的電壓值，則稱為電壓的峰值-峰值。幅度幅度是指電路兩點間電壓量。幅度通常指被測信號以地或零電壓為參考時的最大電壓。其他有些示波器還提供了測量相位、占空比、延時、上升時間等的功能?！羰静ㄆ鞯姆诸惸M示波器本質上，模擬示波器工作方式是直接測量信號電壓，并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。示波器屏幕通常是陰極射線管（CRT）。電子束投到熒幕的某處，屏幕后面總會有明亮的熒光物質。當電子束水平掃過顯示器時，信號的電壓是電子束發(fā)生上下偏轉，跟蹤波形直接反

4、映到屏幕上。在屏幕同一位置電子束投射頻度越大，顯示得也越亮。數(shù)字示波器與模擬示波器不同，數(shù)字示波器通過模數(shù)轉換器（ADC）把被測電壓轉換為數(shù)字信息。它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)字示波器重構波形并在顯示器上顯示出來?！粝嚓P術語帶寬帶寬決定示波器對信號的基本測量能力。隨著信號頻率的增加，示波器對信號的準確顯示能力將下降。示波器帶寬指的是正弦輸入信號衰減到其實際幅度的70.7%時的頻率值。如果沒有足夠的帶寬，示波器將無法分辨高頻變化。幅度將出現(xiàn)失真，邊緣將會消

5、失，細節(jié)數(shù)據(jù)將被丟失。如果沒有足夠的帶寬，得到的關于信號的所有特性，響鈴和振鳴等都毫無意義。示波器所需帶寬＝被測信號的最高頻率成分×5。為了保證測試信號幅度和上升延的精度，選擇示波器的帶寬應為被測信號頻率的3-5倍，精確測量要8-10倍或以上。一臺典型為100MHz示波器的頻率響應曲線（簡化的曲線和實際的曲線）采樣率采樣速率也稱為數(shù)字化速率，是指單位時間內，對模擬輸入信號的采樣次數(shù)，常以MS/s或GS/s表示。采樣速率是數(shù)字示波器的一項重要指標。如果采樣速率不夠，容易出現(xiàn)混迭現(xiàn)象。如果示波器的輸人信號為一個100KHz的正弦

6、信號，示波器顯示的信號頻率卻是50KHz，這是怎么回事呢？這是因為示波器的采樣速率太慢，產(chǎn)生了混迭現(xiàn)象?；斓褪瞧聊簧巷@示的波形頻率低于信號的實際頻率，或者即使示波器上的觸發(fā)指示燈已經(jīng)亮了，而顯示的波形仍不穩(wěn)定。根據(jù)奈奎斯特定理，采樣速率至少高于信號高頻成分的2倍才不會發(fā)生混迭，如一個500MHz的信號，至少需要1GS/s的采樣速率?？梢酝ㄟ^調整掃速或采用自動設置（Autoset）來防止混迭的產(chǎn)生。觸發(fā)功能要確保能捕獲和同步被測信號，以利于觀察和分析被測波形。觸發(fā)方式一般有三種：自動觸發(fā)、正常觸發(fā)、單次觸發(fā)。一般常用的觸發(fā)方

7、式為邊緣（Edge）觸發(fā)，如上升沿觸發(fā)或者下降沿觸發(fā)。觸發(fā)源有內部通道觸發(fā)或者外部信號觸發(fā)。掃描速度掃描速度表征軌跡掃過示波器顯示屏的速度有多快，使您能夠發(fā)現(xiàn)更細微的細節(jié)。示波器的掃描速度用時間(秒)/格表示。耦合耦合控制機構決定輸入信號從示波器前面板上的BNC輸入端通到該通道垂直偏轉系統(tǒng)其它部分的方式。耦合控制可以有兩種設置方式，即DC耦合和AC耦合。DC耦合方式為信號提供直接的連接通路。因此信號提供直接的連接通路。因此信號的所有分量（AC和：DC）都會影響示波器的波形顯示。AC耦合方式則在BDC端和衰減器之間串聯(lián)一個電容

8、。這樣，信號的DC分量就被阻斷，而信號的低頻AC分量也將受阻或大為衰減。示波器的低頻截止頻率就是示波器顯示的信號幅度僅為其直實幅度為71％時的信號頻率。示波器的低頻截止頻率主要決定于其輸入耦合電容的數(shù)值。示波器的低頻截止頻率典型值為10Hz。和耦合控制機構有關的另一個功能是輸入接地功能。這