比特派钱包安卓下载|数字示波器是干什么用的

作者：比特派钱包安卓下载

2024-03-09 17:43:47

示波器是干什么用的? - 知乎

示波器是干什么用的? - 知乎首发于示波器使用方法切换模式写文章登录/注册示波器是干什么用的?是德科技 Keysight Technologies已认证账号示波器（Oscilloscope）是一种电子测量仪器，可以在无干扰的情况下监控输入信号，随后以图形方式采用简单的电压与时间格式显示这些信号。示波器显示电压随时间的变化，也可以进行电流和光的测量，需要探头或者转换器。推荐阅读：示波器的外形Keysigh InfiniiVision 6000 X 系列示波器示波器的用途示波器的三大应用场景如下：示波器应用一：通用信号的调试，波形观察与基本波形参数测量，电路诊断与异常情况捕获。用示波器检测电路，实际上是和用万用表检测电路类似，了解电路的大致电压情况，就能很快根据电压情况找到问题的所在。知道被测点波形啥样，进行对照。示波器应用二：信号的高级分析，串行信号的解码可以把纵向上承载的内容解码出来。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度。眼图是一个信号视图，其中的波形是通过数据速率触发的。实时眼通过采集数执行时钟恢复并将连续的单位间隔叠加（折叠）到一个图中来完成此操作。这是一个以色级形式表示的统计信息视图。眼图如下：示波器眼图示波器应用三：超宽带信号的调制域分析，可以把频谱仪当下变频器，UWB带宽500MHz以上甚至到几个G，用示波器显示。UWB通信系统中，不需要「正弦载波」作为载体，而是直接发射电磁脉冲，通过调节脉冲的幅度(PAM，脉冲振幅调制）和脉冲的位置(PPM，脉冲位置调制）等方式来传递信息推荐阅读：示波器的分类模拟示波器　　直接测量信号电压，核心部件是阴极射线示波管，电子枪发射出电子束，经过Y偏转板和X偏转板后电子束射向荧光屏数字示波器　　通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器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。数字示波器结构图这是一张数字示波器的内部结构图，整个硬件架构分为四部分：1. 示波器的模拟前端部分，主要有衰减器和放大器组成；经过模拟前端后，信号被调节到合适的幅度，就可以较为理想被ADC进行模数转换。放大器决定了示波器的关键指标：带宽，决定示波器能处理的信号频率范围。放大器的另外两个作用是垂直偏置和提供匹配电路驱动ADC和触发电路。2. 模数转换器先对输入信号进行采样，将输入波形转化成采样点，通过将采样点量化和编码存储在示波器的通道内存中，采样率决定决定示波器时间相关测量的精度。3. 从模拟前端的输出另一路连接触发电路，当输入信号波形满足预设的触发事件后，时基会将触发事件发生的时刻设定为初始时刻计算接下来采样点的时间最终显示在屏幕上。4. 由于示波器的采样率都很高，每秒几十G，数字示波器需要高速缓存来存储采样的数据，单位存储空间的实现成本非常高。目前可以做到每通道2G。5. 波形的重建和显示。数字示波器先把数据存在高速缓存，然后由CPU把缓存里的数据取出再分析、显示。此结构为普通低端示波器结构，而目前高端示波器大多加入ASIC芯片，是德科技示波器使用FPGA等。数字示波器与模拟示波器的区别？模拟示波器第一种是模拟示波器，它使用阴极射线管来显示波形。屏幕上涂有荧光物质，只要被电子束集中就会发光。当连续的荧光点亮起时，您可以看到信号的再现图形。为了使示波器稳定地显示波形，必须使用触发。当显示屏上的整个波形迹线完成时，示波器会等到特定的事件发生后（例如，上升沿超过某个电压值）再次开始显示迹线。未经触发的显示画面是没有用处的，因为它显示的波形并不稳定（同样适用于下面将会讨论的 DSO 和 MSO 示波器）。模拟示波器非常实用，因为荧光点会继续发光一段时间而不会马上消失。您可以在几个彼此重叠的示波器迹线上看到信号的毛刺或不规则性。由于当电子束击中屏幕时便会显示波形，所以显示信号的亮度与实际信号的亮度有关。这使显示屏与三维显示屏类似（换句话说，x 轴代表时间，y 轴代表电压，而 z 轴则代表亮度）。模拟示波器的不足之处是无法使显示画面 “固定”，从而使波形停留较长的时间。当荧光物质不再发光时，该部分的信号也随之消失。此外，您无法自动执行波形测量，必须使用显示屏上的网格线进行手动测量。电子束在进行水平扫描和垂直扫描时存在一个速度上限，这会导致模拟示波器可显示的信号类型也十分有限。尽管模拟示波器目前还拥有不少用户，但其销量大不如前。数字示波器已经成为用户的主流选择。数字存储示波器（DSO）数字存储示波器（通常称为 DSO）是为了弥补模拟示波器的诸多不足而发明的。 DSO 输入一个信号，并通过模数转换器将其数字化。图 12 显示了是德科技数字示波器采用的一种 DSO 体系结构。数字示波器的体系结构衰减器会调整波形。垂直放大器会在波形传到模数转换器（ADC）时做进一步的调整。ADC 会对收到的信号进行采样和数字转换，随后将这个数据存入存储器中。触发器会寻找触发事件，而时基会调整示波器的时间显示。在示波器显示信号之前，微处理器系统可以执行您指定的其他后期处理任务。数据以数字形式表示，可使示波器执行各种波形测量。信号可以无限期地存放在存储器中，也可打印或通过闪存、LAN、 USB 或 DVD-RW 传输到计算机中。事实上，您还能通过软件提供的虚拟前面板在计算机上控制和监测示波器。混合信号示波器（MSO）DSO 的输入信号属于模拟信号，通过数模转换器将其数字化。随着数字电路技术的蓬勃发展，同时监测模拟信号与数字信号变得越来越重要。鉴于此，示波器厂商着手生产能够触发和显示模拟与数字信号的混合信号示波器。这类仪器通常具备少数几个模拟通道（2 或 4）和更多的数字通道（参见图 13）。混合信号示波器的前面板输入提供了 4 个模拟通道和 8 个数字通道混合信号示波器的优点是可以触发任意组合的模拟与数字信号，并且显示以相同时基进行关联的所有信号。示波器探头示波器探头是示波器外部的电路器件，其作用是从被测电路中探测信号，当探头接入被测电路后，探头会成为测试电路的一部分，而探头和示波器相连接，探头又会成为示波器测量系统的一部分。示波器探头所以探头的电路设计非常重要。由于探头中存在分布电容和分布电感，尤其在进行高频信号测量的时候会使信号的频率特性变差。示波器探头分类就探头的分类来说，可以按照探头是否需要外供电，分为无源探头和有源探头两大类。无源探头: 价格便宜、经济耐用，电压等级高，动态范围大，但是带宽低，满足绝大多数低频的应用场合。该系列的探头包括：低阻分压探头、带补偿的高阻分压探头和高压探头等。有源探头（需要供电，有前端放大器）：高带宽，对被测电路干扰小，费用贵，动态范围小，电压低，不耐用。差分探头有较高的共模抑制比，直接测量差分信号前端为差分放大器示波器、频谱仪和网络分析仪的区别？示波器:对于如今的模拟和数字电路来说，示波器是进行电压和定时测量的重要工具。示波器这一测量工具也是在各个电路实验中用来测试和验证实验作业及设计的最常用仪器。什么是示波器？示波器是一种电子测量仪器，可以在无干扰的情况下监控输入信号，随后以图形方式采用简单的电压与时间格式显示这些信号。请注意，所有的数字实时示波器基本上只有DSO和MSO之分。其它的叫法都是在这两种示波器的基础上增加某些功能而已。今天的 DSO 和 MSO 可以捕获并显示重复信号或单冲信号，它们通常包括一系列自动测量和分析功能。下图是数字示波器体系结构图。数字示波器体系结构图频谱分析仪：频谱仪主要测量仪器的整个频率范围内输入信号幅度随频率进行变化的情况。其最主要的用途是测量已知和未知信号的频谱功率。参加下图：典型频谱分析仪的结构框图典型频谱分析仪的结构框图矢量信号分析仪：测量在仪器的中频带宽内输入信号在单一频率上的幅度和相位。其最主要的用途是对已知信号进行通道内测量，例如误差矢量幅度、码域功率和频谱平坦度。信号分析仪：同时执行频谱分析仪和矢量信号分析仪的功能。“信号分析仪”通常是指具有以下特征的仪器：采用频谱分析仪架构和全数字中频（IF）区段，以复杂矢量方式处理信号，实现数字调制分析与时间捕获等多域操作。网络分析仪：可用于表征射频（RF）器件。尽管最初只是测量 S 参数，但为了优于被测器件，现在的网络分析仪已经高度集成，并且非常先进。射频电路需要独特的测试方法。在高频内很难直接测量电压和电流，因此在测量高频器件时，必须通过它们对射频信号的响应情况来对其进行表征。网络分析仪可将已知信号发送到器件、然后对输入信号和输出信号进行定比测量，以此来实现对器件的表征。大多数网络分析仪都是矢量网络分析仪——可以同时测量幅度和相位。矢量网络分析仪是用途极广的一类仪器，它们可以表征 S 参数、匹配复数阻抗、以及进行时域测量等。这个测量示例的高级框图显示，有一个正向发送的信号通过被测器件的输入端到达了输出端。从器件的输入端到输出端的测量被称为正向测量。网络分析仪的接收端可以测量入射、反射和传输的信号，以便计算正向 S 参数。更多信息：您可访问是德科技编辑于 2024-02-01 08:55・IP 属地马来西亚示波器示波器校准仪新手学用示波器（书籍）赞同 5添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录示波器使用方法介绍是德科技(原安捷伦)示波器的使用方法

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百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心示波器播报讨论上传视频电子测量仪器收藏查看我的收藏0有用+10本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。中文名示波器外文名oscilloscope属性电子测量仪器应用学科机械工程；电测量仪器仪表领域工程技术范围能源目录1简介2分类3基本构成▪显示电路▪Y轴放大电路▪X轴放大电路▪扫描同步电路▪电源供给电路4基本原理▪波形显示▪双线示波▪双踪示波5仪器分类▪模拟式▪数字式6参数特征▪通道数分类▪带宽分类▪使用方法7常见故障现象及原因8测试应用▪电压的测量▪时间的测量▪相位的测量▪频率的测量9其他相关简介播报编辑示波器是一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。分类播报编辑按照信号的不同分类模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子枪）电子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏幕上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就会发出光来。数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器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。数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器。模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和超前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器的确从前台退到后台。按照结构和性能不同分类①普通示波器。电路结构简单，频带较窄，扫描线性差，仅用于观察波形。②多用示波器。频带较宽，扫描线性好，能对直流、低频、高频、超高频信号和脉冲信号进行定量测试。借助幅度校准器和时间校准器，测量的准确度可达±5%。③多线示波器。采用多束示波管，能在荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形，没有时差，时序关系准确。④多踪示波器。具有电子开关和门控电路的结构，可在单束示波管的荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形。但存在时差，时序关系不准确。⑤取样示波器。采用取样技术将高频信号转换成模拟低频信号进行显示，有效频带可达GHz级。⑥记忆示波器。采用存储示波管或数字存储技术，将单次电信号瞬变过程、非周期现象和超低频信号长时间保留在示波管的荧光屏上或存储在电路中，以供重复测试。⑦数字示波器。内部带有微处理器，外部装有数字显示器，有的产品在示波管荧光屏上既可显示波形，又可显示字符。被测信号经模一数变换器（A/D变换器）送入数据存储器，通过键盘操作，可对捕获的波形参数的数据，进行加、减、乘、除、求平均值、求平方根值、求均方根值等的运算，并显示出答案数字。基本构成播报编辑显示电路显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。（1）电子枪电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流，去轰击荧光屏使之发光。它主要由灯丝F、阴极K、控制极G、第一阳极A1、第二阳极A2组成。除灯丝外，其余电极的结构都为金属圆筒，且它们的轴心都保持在同一轴线上。阴极被加热后，可沿轴向发射电子；控制极相对阴极来说是负电位，改变电位可以改变通过控制极小孔的电子数目，也就是控制荧光屏上光点的亮度。为了提高屏上光点亮度，又不降低对电子束偏转的灵敏度，现代示波管中，在偏转系统和荧光屏之间还加上一个后加速电极A3。第一阳极对阴极而言加有约几百伏的正电压。在第二阳极上加有一个比第一阳极更高的正电压。穿过控制极小孔的电子束，在第一阳极和第二阳极高电位的作用下，得到加速，向荧光屏方向作高速运动。由于电荷的同性相斥，电子束会逐渐散开。通过第一阳极、第二阳极之间电场的聚焦作用，使电子重新聚集起来并交汇于一点。适当控制第一阳极和第二阳极之间电位差的大小，便能使焦点刚好落在荧光屏上，显现一个光亮细小的圆点。改变第一阳极和第二阳极之间的电位差，可起调节光点聚焦的作用，这就是示波器的“聚焦”和“辅助聚焦”调节的原理。第三阳极是示波管锥体内部涂上一层石墨形成的，通常加有很高的电压，它有三个作用：①使穿过偏转系统以后的电子进一步加速，使电子有足够的能量去轰击荧光屏，以获得足够的亮度；②石墨层涂在整个锥体上，能起到屏蔽作用；③电子束轰击荧光屏会产生二次电子，处于高电位的A3可吸收这些电子。（2）偏转系统示波管的偏转系统大都是静电偏转式，它由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为水平偏转板和垂直偏转板。分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动。当电子在偏转板之间运动时，如果偏转板上没有加电压，偏转板之间无电场，离开第二阳极后进入偏转系统的电子将沿轴向运动，射向屏幕的中心。如果偏转板上有电压，偏转板之间则有电场，进入偏转系统的电子会在偏转电场的作用下射向荧光屏的指定位置。如果两块偏转板互相平行，并且它们的电位差等于零，那么通过偏转板空间的，具有速度υ的电子束就会沿着原方向（设为轴线方向）运动，并打在荧光屏的坐标原点上。如果两块偏转板之间存在着恒定的电位差，则偏转板间就形成一个电场，这个电场与电子的运动方向相垂直，于是电子就朝着电位比较高的偏转板偏转。这样，在两偏转板之间的空间，电子就沿着抛物线在这一点上做切线运动。最后，电子降落在荧光屏上的A点，这个A点距离荧光屏原点（0）有一段距离，这段距离称为偏转量，用y表示。偏转量y与偏转板上所加的电压Vy成正比。同理，在水平偏转板上加有直流电压时，也发生类似情况，只是光点在水平方向上偏转。（3）荧光屏荧光屏位于示波管的终端，它的作用是将偏转后的电子束显示出来，以便观察。在示波器的荧光屏内壁涂有一层发光物质，因而，荧光屏上受到高速电子冲击的地点就显现出荧光。此时光点的亮度决定于电子束的数目、密度及其速度。改变控制极的电压时，电子束中电子的数目将随之改变，光点亮度也就改变。在使用示波器时，不宜让很亮的光点固定出现在示波管荧光屏一个位置上，否则该点荧光物质将因长期受电子冲击而烧坏，从而失去发光能力。示波器实物图涂有不同荧光物质的荧光屏，在受电子冲击时将显示出不同的颜色和不同的余辉时间，通常供观察一般信号波形用的是发绿光的，属中余辉示波管，供观察非周期性及低频信号用的是发橙黄色光的，属长余辉示波管；供照相用的示波器中，一般都采用发蓝色的短余辉示波管。Y轴放大电路由于示波管的偏转灵敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V（约12V电压产生1cm的偏转量），所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以得到垂直方向的适当大小的图形。学生示波器X轴放大电路由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压（锯齿波电压或其它电压）也要先经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向适当大小的图形。扫描同步电路扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线。这样，才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。电源供给电路电源供给电路：供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电压等。由示波器的原理功能可见，被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有一个水平信号选择开关，以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。SDS1000CML此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等）为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”）信号，该信号加在外同步（或外触发）输入端；③有些示波器的同步信号选择开关还有一档“电源同步”，是由220V，50Hz电源电压，通过变压器次级降压后作为同步信号。基本原理播报编辑波形显示由示波管的原理可知，一个直流电压加到一对偏转板上时，将使光点在荧光屏上产生一个固定位移，该位移的大小与所加直流电压成正比。如果分别将两个直流电压同时加到垂直和水平两对偏转板上，则荧光屏上的光点位置就由两个方向的位移所共同决定。如果将一个正弦交流电压加到一对偏转板上时，光点在荧光屏上将随电压的变化而移动。当垂直偏转板上加一个正弦交流电压时，在时间t=0的瞬间，电压为Vo（零值），荧光屏上的光点位置在坐标原点0上，在时间t=1的瞬间，电压为V1（正值），荧光屏上光点在坐标原点0点上方的1上，位移的大小正比于电压V1；在时间t=2的瞬间，电压为V2（最大正值），荧光屏上的光点在坐标原点0点上方的2点上，位移的距离正比于电压V2；以此类推，在时间t=3，t=4，…，t=8的各个瞬间，荧光屏上光点位置分别为3、4、…、8点。在交流电压的第二个周期、第三个周期……都将重复第一个周期的情况。如果此时加在垂直偏转板上的正弦交流电压之频率很低，仅为lHz～2Hz，那么，在荧光屏上便会看见一个上下移动着的光点。这光点距离坐标原点的瞬时偏转值将与加在垂直偏转板上的电压瞬时值成正比。如果加在垂直偏转板上的交流电压频率在10Hz～20Hz以上，则由于荧光屏的余辉现象和人眼的视觉暂留现象，在荧光屏上看到的就不是一个上下移动的点，而是一根垂直的亮线了。该亮线的长短在示波器的垂直放大增益一定的情况下决定于正弦交流电压峰一峰值的大小。如果在水平偏转板上加一个正弦交流电压，则会产生相类似的情况，只是光点在水平轴上移动罢了。如果将一随时间线性变化的电压（如锯齿波电压）加到一对偏转板上，则光点在荧光屏上又会怎样移动呢？当水平偏转板上有锯齿波电压时，在时间t=0瞬间，电压为Vo（最大负值），荧光屏上光点在坐标原点左侧的起始位置（零点上），位移的距离正比于电压Vo；在时间t=1的瞬间，电压为V1（负值），荧光屏上光点在坐标原点左方的1点上，位移的距离正比于电压V1；以此类推，在时间t=2，t=3，...,t=8的各个瞬间，荧光屏上光点的对应位置是2、3、…、8各点。在t=8这个瞬间，锯齿波电压由最大正值V8跃变到最大负值Vo，则荧光屏上光点从8点极其迅速地向左移到起始位置零点。如果锯齿波电压是周期性的，则在锯齿波电压的第二个周期、第三个周期、……都将重复第一个周期的情形。如果此时加在水平偏转板上的锯齿波电压频率很低，仅为1Hz ～2Hz，在荧光屏上便会看见光点自左边起始位置零点向右边8点处匀速地移动，随后光点又从右边8点处极其迅速地移动到左边起始位置零点。上述这个过程称为扫描。在水平轴加有周期性锯齿波电压时，扫描将周而复始地进行下去。光点距离起始位置零点的瞬时值，将与加在偏转板上的电压瞬时值成正比。如果加在偏转板上的锯齿波电压频率在10Hz～20Hz以上，则由于荧光屏的余辉现象和人眼的视觉暂留现象，就看到一根水平亮线，该水平亮线的长度，在示波器水平放大增益一定的情况下决定于锯齿波电压值，锯齿波电压值是与时间变化成正比的，而荧光屏上光点的位移又是与电压值成正比的，因此荧光屏上的水平亮线可以代表时间轴。在此亮线上的任何相等的线段都代表相等的一段时间。如果将被测信号电压加到垂直偏转板上，锯齿波扫描电压加到水平偏转板上，而且被测信号电压的频率等于锯齿波扫描电压的频率，则荧光屏上将显示出一个周期的被测信号电压随时间变化的波形曲线。在被测周期信号的第二个周期、第三个周期……都重复第一个周期的情形，光点在荧光屏上描出的轨迹也都重叠在第一次描出的轨迹上。所以，荧光屏上显示出来的被测信号电压是随时间变化的稳定波形曲线。为使荧光屏上的图形稳定，被测信号电压的频率应与锯齿波电压的频率保持整数比的关系，即同步关系。为了实现这一点，就要求锯齿波电压的频率连续可调，以便适应观察各种不同频率的周期信号。其次，由于被测信号频率和锯齿波振荡信号频率的相对不稳定性，即使把锯齿波电压的频率临时调到与被测信号频率成整倍数关系，也不能使图形一直保持稳定。因此，示波器中都设有同步装置。也就是在锯齿波电路的某部分加上一个同步信号来促使扫描的同步，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB-10型示波器等）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，当所加同步信号的频率接近锯齿波频率的自主振荡频率（或接近其整数倍）时，就可以把锯齿波频率“拖入同步”或“锁住”。对于具有等待扫描（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SBT-5型同步示波器、SR-8型双踪示波器等等）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。这样，只要按照需要来选择适当的同步信号或触发信号，便可使任何欲研究的过程与锯齿波扫描频率保持同步。SHS1000双线示波在电子实践技术过程中，常常需要同时观察两种（或两种以上）信号随时间变化的过程。并对这些不同信号进行电量的测试和比较。为了达到这个目的，人们在应用普通示波器原理的基础上，采用了以下两种同时显示多个波形的方法：一种是双线（或多线）示波法；另一种是双踪（或多踪）示波法。应用这两种方法制造出来的示波器分别称为双线（或多线）示波器和双踪（或多踪）示波器。双线（或多线）示波器是采用双枪（或多枪）示波管来实现的。下面以双枪示波管为例加以简单说明。双枪示波管有两个互相独立的电子枪产生两束电子。另有两组互相独立的偏转系统，它们各自控制一束电子作上下、左右的运动。荧光屏是共用的，因而屏上可以同时显示出两种不同的电信号波形，双线示波也可以采用单枪双线示波管来实现。这种示波管只有一个电子枪，在工作时是依靠特殊的电极把电子分成两束。然后，由管内的两组互相独立的偏转系统，分别控制两束电子上下、左右运动。荧光屏是共用的，能同时显示出两种不同的电信号波形。由于双线示波管的制造工艺要求高，成本也高，所以应用并不十分普遍。双踪示波双踪（或多踪）示波是在单线示波器的基础上，增设一个专用电子开关，用它来实现两种（或多种）波形的分别显示。由于实现双踪（或多踪）示波比实现双线（或多线）示波来得简单，不需要使用结构复杂、价格昂贵的“双腔”或“多腔”示波管，所以双踪（或多踪）示波获得了普遍的应用。为了保持荧光屏显示出来的两种信号波形稳定，则要求被测信号频率、扫描信号频率与电子开关的转换频率三者之间必须满足一定的关系。首先，两个被测信号频率与扫描信号频率之间应该是成整数比的关系，也就是要求“同步”。这一点与单线示波器的原理是相同的，区别在于被测信号是两个，而扫描电压是一个。在实际应用中，需要观察和比较的两个信号常常是互相有内在联系的，所以上述的同步要求一般是容易满足的。为了使荧光屏上显示的两个被测信号波形都稳定，除满足上述要求外，还必须合理地选择电子开关的转换频率，使得在示波器上所显示的波形个数合适，以便于观察。下面谈谈电子开关的工作方式问题，这个问题与电子开关的转换频率有关。电子开关的工作方式有“交替”转换和“断续”转换两种。采用交替转换工作方式的显示的波形与双线示波法所显示的波形非常相似，它们都没有间断点。但由于被测信号UA、UB的波形是依次交替地出现在荧光屏上的，所以，如果交替的间隙时间超过了人眼的视觉暂留时间和荧光屏的余辉时间，则人们所看到的荧光屏上的波形就会有闪烁现象。为了避免这种情况的出现，就要求电子开关有足够高的转换频率。这就是说当被测信号的频率较低时，不宜采用交替转换工作方式，而应采用断续转换工作方式。当电子开关用断续转换工作方式时，在X轴扫描的每一个过程中，电子开关都以足够高的转换频率，分别对所显示的每个被测信号进行多次取样。这样，即使被测信号频率较低，也可避免出现波形的闪烁现象。双踪示波器的主要是由两个通道的Y轴前置放大电路、门控电路、电子开关、混合电路、延迟电路、Y轴后置放大电路、触发电路、扫描电路、X轴放大电路、Z轴放大电路、校准信号电路、示波管和高低压电源供给电路等组成。当显示方式开关置于交替位置时，电子开关为一双稳态电路。它受由扫描电路来的闸门信号控制，使得Y轴两个前置通道随着扫描电路门信号的变化而交替地工作。每秒钟交替转换次数与由扫描电路产生的扫描信号的重复频率有关。交替工作状态适用于观察频率不太低的被测信号。为了观察被测信号随时间变化的波形，示波管的水平偏转板上必须加以线性扫描电压（锯齿波电压）。这个扫描电压是由扫描电路产生的。当触发信号加到触发电路时，触发了扫描电路，扫描电路就产生相应的扫描信号；当不加触发信号时，扫描电路就不产生扫描信号。触发有内触发、外触发两种，由触发选择开关来选择。当该开关置于内的位置时，触发信号来自经Y轴通道送入的被测信号。当该开关置于外的位置时，触发信号是由外部送入的。这个信号应与被测信号的频率成整数比的关系。示波器在使用中，多数采用内触发工作方式。高、低压电源供给电路中的低压是供给示波器各级所需的低压电源的，高压是供给示波管显示系统电源的。仪器分类播报编辑示波器可以分为模拟示波器和数字示波器，对于大多数的电子应用，无论模拟示波器和数字示波器都是可以胜任的，只是对于一些特定的应用，由于模拟示波器和数字示波器所具备的不同特性，才会出现适合和不适合的地方。模拟式模拟示波器的工作方式是直接测量信号电压，并且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。数字式数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器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。数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器。模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和超前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器的确从前台退到后台。 [1]波形示例(5张)右图为数字示波器的实拍波形图。参数特征播报编辑通道数分类通常无论是模拟示波器还是数字示波器，可以根据其通道数分为：单通道/单踪示波器；双通道/双踪示波器；2+1通道（1外部触发）/三踪示波器；四通道/四踪示波器。带宽分类带宽是根据示波器测试要求来定，5M/10M/20M/40M/60M/100M/1G......等分类选型。使用方法示波器虽然分成好几类，各类又有许多种型号，但是一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不完全相同外，在使用方法的基本方面都是相同的。以SR-8型双踪示波器为例介绍。（一）模拟示波器面板装置SR-8型双踪示波器的面板图如上图所示。其面板装置按其位置和功能通常可划分为3大部分：显示、垂直（Y轴）、水平（X轴）。现分别介绍这3个部分控制装置的作用。1．显示部分主要控制件为：（1）电源开关。（2）电源指示灯。（3）辉度调整光点亮度。（4）聚焦调整光点或波形清晰度。（5）辅助聚焦配合“聚焦”旋钮调节清晰度。（6）标尺亮度调节坐标片上刻度线亮度。（7）寻迹当按键向下按时，使偏离荧光屏的光点回到显示区域，而寻到光点位置。（8）标准信号输出1kHz、1V方波校准信号由此引出。加到Y轴输入端，用以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。2．Y轴插件部分（1）显示方式选择开关用以转换两个Y轴前置放大器YA与YB 工作状态的控制件，具有五种不同作用的显示方式：“交替”：当显示方式开关置于“交替”时，电子开关受扫描信号控制转换，每次扫描都轮流接通YA或YB 信号。当被测信号的频率越高，扫描信号频率也越高。电子开关转换速率也越快，不会有闪烁现象。这种工作状态适用于观察两个工作频率较高的信号。“断续”：当显示方式开关置于“断续”时，电子开关不受扫描信号控制，产生频率固定为200kHz方波信号，使电子开关快速交替接通YA和YB。由于开关动作频率高于被测信号频率，因此屏幕上显示的两个通道信号波形是断续的。当被测信号频率较高时，断续现象十分明显，甚至无法观测；当被测信号频率较低时，断续现象被掩盖。因此，这种工作状态适合于观察两个工作频率较低的信号。“YA”、“YB ”：显示方式开关置于“YA ”或者“YB ”时，表示示波器处于单通道工作，此时示波器的工作方式相当于单踪示波器，即只能单独显示“YA”或“YB ”通道的信号波形。“YA + YB”：显示方式开关置于“YA + YB ”时，电子开关不工作，YA与YB 两路信号均通过放大器和门电路，示波器将显示出两路信号叠加的波形。（2）“DC-⊥-AC”Y轴输入选择开关，用以选择被测信号接至输入端的耦合方式。置于“DC”是直接耦合，能输入含有直流分量的交流信号；置于“AC”位置，实现交流耦合，只能输入交流分量；置于“⊥”位置时，Y轴输入端接地，这时显示的时基线一般用来作为测试直流电压零电平的参考基准线。（3）“微调V/div”灵敏度选择开关及微调装置。灵敏度选择开关系套轴结构，黑色旋钮是Y轴灵敏度粗调装置，自10mv/div～20v/div分11档。红色旋钮为细调装置，顺时针方向增加到满度时为校准位置，可按粗调旋钮所指示的数值，读取被测信号的幅度。当此旋钮反时针转到满度时，其变化范围应大于2.5倍，连续调节“微调”电位器，可实现各档级之间的灵敏度覆盖，在作定量测量时，此旋钮应置于顺时针满度的“校准”位置。（4）“平衡” 当Y轴放大器输入电路出现不平衡时，显示的光点或波形就会随“V/div”开关的“微调”旋转而出现Y轴方向的位移，调节“平衡”电位器能将这种位移减至最小。（5）“↑↓” Y轴位移电位器，用以调节波形的垂直位置。（6）“极性、拉YA ”YA 通道的极性转换按拉式开关。拉出时YA 通道信号倒相显示，即显示方式（YA+ YB ）时，显示图像为YB - YA 。（7）“内触发、拉YB ”触发源选择开关。在按的位置上（常态）扫描触发信号分别取自YA 及YB 通道的输入信号，适应于单踪或双踪显示，但不能够对双踪波形作时间比较。当把开关拉出时，扫描的触发信号只取自于YB 通道的输入信号，因而它适合于双踪显示时对比两个波形的时间和相位差。（8）Y轴输入插座采用BNC型插座，被测信号由此直接或经探头输入。3．X轴插件部分（1）“t/div” 扫描速度选择开关及微调旋钮。X轴的光点移动速度由其决定，从0.2μs～1s共分21档级。当该开关“微调”电位器顺时针方向旋转到底并接上开关后，即为“校准”位置，此时“t/div”的指示值，即为扫描速度的实际值。（2）“扩展、拉×10”扫描速度扩展装置。是按拉式开关，在按的状态作正常使用，拉的位置扫描速度增加10倍。“t/div”的指示值，也应相应计取。采用“扩展拉×10”适于观察波形细节。（3）“→←” X轴位置调节旋钮。系X轴光迹的水平位置调节电位器，是套轴结构。外圈旋钮为粗调装置，顺时针方向旋转基线右移，反时针方向旋转则基线左移。置于套轴上的小旋钮为细调装置，适用于经扩展后信号的调节。（4）“外触发、X外接”插座采用BNC型插座。在使用外触发时，作为连接外触发信号的插座。也可以作为X轴放大器外接时信号输入插座。其输入阻抗约为1MΩ。外接使用时，输入信号的峰值应小于12V。（5）“触发电平”旋钮触发电平调节电位器旋钮。用于选择输入信号波形的触发点。具体地说，就是调节开始扫描的时间，决定扫描在触发信号波形的哪一点上被触发。顺时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的正向部分，逆时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的负向部分。（6）“稳定性”触发稳定性微调旋钮。用以改变扫描电路的工作状态，一般应处于待触发状态。调整方法是将Y轴输入耦合方式选择（AC-地-DC）开关置于地档，将V/div开关置于最高灵敏度的档级，在电平旋钮调离自激状态的情况下，用小螺丝刀将稳定度电位器顺时针方向旋到底，则扫描电路产生自激扫描，此时屏幕上出现扫描线；然后逆时针方向慢慢旋动，使扫描线刚消失。此时扫描电路即处于待触发状态。在这种状态下，用示波器进行测量时，只要调节电平旋钮，即能在屏幕上获得稳定的波形，并能随意调节选择屏幕上波形的起始点位置。少数示波器，当稳定度电位器逆时针方向旋到底时，屏幕上出现扫描线；然后顺时针方向慢慢旋动，使屏幕上扫描线刚消失，此时扫描电路即处于待触发状态。（7）“内、外” 触发源选择开关。置于“内”位置时，扫描触发信号取自Y轴通道的被测信号；置于“外”位置时，触发信号取自“外触发X 外接”输入端引入的外触发信号。（8）“AC”“AC（H）”“DC”触发耦合方式开关。 “DC”档，是直流藕合状态，适合于变化缓慢或频率甚低（如低于100Hz）的触发信号。“AC”档，是交流藕合状态，由于隔断了触发中的直流分量，因此触发性能不受直流分量影响。“AC（H）”档，是低频抑制的交流耦合状态，在观察包含低频分量的高频复合波时，触发信号通过高通滤波器进行耦合，抑制了低频噪声和低频触发信号（2MHz以下的低频分量），免除因误触发而造成的波形幌动。（9）“高频、常态、自动”触发方式开关。用以选择不同的触发方式，以适应不同的被测信号与测试目的。“高频”档，频率甚高时（如高于5MHz），且无足够的幅度使触发稳定时，选该档。此时扫描处于高频触发状态，由示波器自身产生的高频信号（200kHz信号），对被测信号进行同步。不必经常调整电平旋钮，屏幕上即能显示稳定的波形，操作方便，有利于观察高频信号波形。“常态”档，采用来自Y轴或外接触发源的输入信号进行触发扫描，是常用的触发扫描方式。“自动”挡，扫描处于自动状态（与高频触发方式相仿），但不必调整电平旋钮，也能观察到稳定的波形，操作方便，有利于观察较低频率的信号。（10）“+、－”触发极性开关。在“+”位置时选用触发信号的上升部分，在“－”位置时选用触发信号的下降部分对扫描电路进行触发。（二）使用前的检查示波器初次使用前或久藏复用时，有必要进行一次能否工作的简单检查和进行扫描电路稳定度、垂直放大电路直流平衡的调整。示波器在进行电压和时间的定量测试时，还必须进行垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准。示波器能否正常工作的检查方法、垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准方法，由于各种型号示波器的校准信号的幅度、频率等参数不一样，因而检查、校准方法略有差异。（三）使用步骤用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线，在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。1．选择Y轴耦合方式根据被测信号频率的高低，将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC。2．选择Y轴灵敏度根据被测信号的大约峰-峰值（如果采用衰减探头，应除以衰减倍数；在耦合方式取DC档时，还要考虑叠加的直流电压值），将Y轴灵敏度选择V/div开关（或Y轴衰减开关）置于适当档级。实际使用中如不需读测电压值，则可适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显现所需要高度的波形。3．选择触发（或同步）信号来源与极性通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”档。4．选择扫描速度根据被测信号周期（或频率）的大约值，将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关置于适当档级。实际使用中如不需读测时间值，则可适当调节扫速t/div微调（或扫描微调）旋钮，使屏幕上显示测试所需周期数的波形。如果需要观察的是信号的边沿部分，则扫速t/div开关应置于最快扫速档。5．输入被测信号被测信号由探头衰减后（或由同轴电缆不衰减直接输入，但此时的输入阻抗降低、输入电容增大），通过Y轴输入端输入示波器。常见故障现象及原因播报编辑没有光点或波形电源未接通。辉度旋钮未调节好。X，Y轴移位旋钮位置调偏。Y轴平衡电位器调整不当，造成直流放大电路严重失衡。水平方向展不开触发源选择开关置于外档，且无外触发信号输入，则无锯齿波产生。电平旋钮调节不当。稳定度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状态。X轴选择误置于X外接位置，且外接插座上又无信号输入。两踪示波器如果只使用A通道（B通道无输入信号），而内触发开关置于拉YB位置，则无锯齿波产生。垂直方向无展示输入耦合方式DC-接地-AC开关误置于接地位置。输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反。输入信号较小，而V/div误置于低灵敏度档。波形不稳定稳定度电位器顺时针旋转过度，致使扫描电路处于自激扫描状态（未处于待触发的临界状态）。触发耦合方式AC、AC（H）、DC开关未能按照不同触发信号频率正确选择相应档级。选择高频触发状态时，触发源选择开关误置于外档（应置于内档。）部分示波器扫描处于自动档（连续扫描）时，波形不稳定。垂直线条密集或呈现一矩形t/div开关选择不当，致使f扫描<水平线条密集或呈一条倾斜水平线t/div关选择不当，致使f扫描>>f信号。垂直方向的电压读数不准未进行垂直方向的偏转灵敏度（v/div）校准。进行v/div校准时，v/div微调旋钮未置于校正位置（即顺时针方向未旋足）。进行测试时，v/div微调旋钮调离了校正位置（即调离了顺时针方向旋足的位置）。使用10 ：1衰减探头，计算电压时未乘以10倍。被测信号频率超过示波器的最高使用频率，示波器读数比实际值偏小。测得的是峰-峰值，正弦有效值需换算求得。水平方向的读数不准未进行水平方向的偏转灵敏度（t/div）校准。进行t/div校准时，t/div微调旋钮未置于校准位置（即顺时针方向未旋足）。进行测试时，t/div微调旋钮调离了校正位置（即调离了顺时针方向旋足的位置）。扫速扩展开关置于拉（×10）位置时，测试未按t/div开关指示值提高灵敏度10倍计算。交直流叠加信号的直流电压值分辨不清Y轴输入耦合选择DC-接地-AC开关误置于AC档（应置于DC档）。测试前未将DC-接地-AC开关置于接地档进行直流电平参考点校正。Y轴平衡电位器未调整好。测不出两个信号间的相位差测不出两个信号间的相位差（波形显示法）双踪示波器误把内触发（拉YB）开关置于按（常态）位置应把该开关置于拉YB位置。双踪示波器没有正确选择显示方式开关的交替和断续档。单线示波器触发选择开关误置于内档。单线示波器触发选择开关虽置于外档，但两次外触发未采用同一信号。调幅波形失常t/div开关选择不当，扫描频率误按调幅波载波频率选择（应按音频调幅信号频率选择）。波形调不到要求的起始时间和部位稳定度电位器未调整在待触发的临界触发点上。触发极性（+、-）与触发电平（+、-）配合不当。触发方式开关误置于自动档（应置于常态档）。触发或同步扫描缓缓调节触发电平（或同步）旋钮，屏幕上显现稳定的波形，根据观察需要，适当调节电平旋钮，以显示相应起始位置的波形。如果用双踪示波器观察波形，作单踪显示时，显示方式开关置于YA或YB。被测信号通过YA或YB输入端输入示波器。Y轴的触发源选择“内触发一拉YB”开关置于按（常态）位置。若示波器作两踪显示时，显示方式开关置于交替档（适用于观察频率不太低的信号），或断续档（适用于观察频率不太高的信号），此时Y轴的触发源选择“内触发-拉YB”开关置“拉YB”档。使用不当造成的异常现象示波器在使用过程中，往往由于操作者对于示波原理不甚理解和对示波器面板控制装置的作用不熟悉，会出现由于调节不当而造成异常现象。测试应用播报编辑电压的测量利用示波器所做的任何测量，都是归结为对电压的测量。示波器可以测量各种波形的电压幅度，既可以测量直流电压和正弦电压，又可以测量脉冲或非正弦电压的幅度。更有用的是它可以测量一个脉冲电压波形各部分的电压幅值，如上冲量或顶部下降量等。这是其他任何电压测量仪器都不能比拟的。1．直接测量法所谓直接测量法，就是直接从屏幕上量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值。定量测试电压时，一般把Y轴灵敏度开关的微调旋钮转至“校准”位置上，这样，就可以从“V/div”的指示值和被测信号占取的纵轴坐标值直接计算被测电压值。所以，直接测量法又称为标尺法。（1）交流电压的测量将Y轴输入耦合开关置于“AC”位置，显示出输入波形的交流成分。如交流信号的频率很低时，则应将Y轴输入耦合开关置于“DC”位置。将被测波形移至示波管屏幕的中心位置，用“V/div”开关将被测波形控制在屏幕有效工作面积的范围内，按坐标刻度片的分度读取整个波形所占Y轴方向的度数H，则被测电压的峰-峰值VP-P可等于“V/div”开关指示值与H的乘积。如果使用探头测量时，应把探头的衰减量计算在内，即把上述计算数值乘10。例如示波器的Y轴灵敏度开关“V/div”位于0.2档级，被测波形占Y轴的坐标幅度H为5div，则此信号电压的峰-峰值为1V。如是经探头测量，仍指示上述数值，则被测信号电压的峰-峰值就为10V。（2）直流电压的测量将Y轴输入耦合开关置于“地”位置，触发方式开关置“自动”位置，使屏幕显示一水平扫描线，此扫描线便为零电平线。将Y轴输入耦合开关置“DC”位置，加入被测电压，此时，扫描线在Y轴方向产生跳变位移H，被测电压即为“V/div”开关指示值与H的乘积。直接测量法简单易行，但误差较大。产生误差的因素有读数误差、视差和示波器的系统误差（衰减器、偏转系统、示波管边缘效应）等。2．比较测量法比较测量法就是用一已知的标准电压波形与被测电压波形进行比较求得被测电压值。将被测电压Vx输入示波器的Y轴通道，调节Y轴灵敏度选择开关“V/div”及其微调旋钮，使荧光屏显示出便于测量的高度Hx并做好记录，且“V/div”开关及微调旋钮位置保持不变。去掉被测电压，把一个已知的可调标准电压Vs输入Y轴，调节标准电压的输出幅度，使它显示与被测电压相同的幅度。此时，标准电压的输出幅度等于被测电压的幅度。比较法测量电压可避免垂直系统引起和误差，因而提高了测量精度。时间的测量示波器时基能产生与时间呈线性关系的扫描线，因而可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数，如周期性信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升时间（前沿）和下降时间（后沿）、两个信号的时间差等等。将示波器的扫速开关“t/div”的“微调”装置转至校准位置时，显示的波形在水平方向刻度所代表的时间可按“t/div”开关的指示值直读计算，从而较准确地求出被测信号的时间参数。相位的测量利用示波器测量两个正弦电压之间的相位差具有实用意义，用计数器可以测量频率和时间，但不能直接测量正弦电压之间的相位关系。利用示波器测量相位的方法很多，下面，仅介绍几种常用的简单方法。1．双踪法双踪法是用双踪示波器在荧光屏上直接比较两个被测电压的波形来测量其相位关系。测量时，将相位超前的信号接入YB通道，另一个信号接入YA通道。选用YB触发。调节“t/div”开关，使被测波形的一个周期在水平标尺上准确地占满8div，这样，一个周期的相角360°被8等分，每1div相当于45°。读出超前波与滞后波在水平轴的差距T，按下式计算相位差φ：φ=45°/div×T（div）如T==1.5div ，则φ=45°/div×1.5div=67.5°2．图形法测相位将示波器的X轴选择置于X轴输入位置，将信号u1接入示波器的Y轴输入端，信号u2接入示波器的X轴输入端。适当调节示波器面板上相关旋钮，使荧光屏上显现一个大小适宜的椭圆（在特殊情况下，可能是一个正圆或一根斜线）。设Y轴偏转板上的信号u1导前于X轴偏转板上的信号u21/8周期，设u2的初相为零，即φ2=0，因此当u2为零时，u1为一个较大的值。如图中的“0”点。此时，荧光屏上的光点也相应地位于“0”点。随着时间的变化，u1上升，u2也上升，则荧光屏上的光点向右上方移动。当经1/8周期后，u1、u2分别到达“1”点，此时u1到达最大值，u2为一个较大的值，荧光屏上的光点位于相应的“1”。如此继续下去，荧光屏上的光点将描出一个顺时针旋转的椭圆。如果u1滞后于u2则形成一个逆时针旋转的椭圆。当然，这只有在信号频率很低时（如几赫兹），且在短余辉的荧光屏上便会清楚地看到荧光屏上的光点顺时针或逆时针旋转的现象。由上述可见椭圆的形状是随两个正弦信号电压u1、u2相位差的不同而不同。因此可以根据椭圆的形状确定两个正弦信号之间的相位差Δφ。设A是椭圆与Y轴交点的纵坐标，B是椭圆上各点坐标的最大值。由图可见，A是对应于t=0时u1的瞬时电压，即A=Um1sinφ1B是对应于u1的幅值，即B=Um1于是A/B=（Um1sinφ1）/ Um1= sinφ1来表示。在实际测试中为读数方便，常读取2A，2B（或2C，2D），按式Δφ=arc sin（2A/2B）或Δφ=arc sin（2C/2D）来计算相位差。如果椭圆的主轴在第1和第3象限内，则相位差在0°～90°或270°～360°之间；如果主轴在第2和第4象限内，相位差在90°～180°或180°～270°之间。频率的测量用示波器测量信号频率的方法很多，下面介绍常用的两种基本方法。1．周期法对于任何周期信号，可用前述的时间间隔的测量方法，先测定其每个周期的时间T，再用下式求出频率f ：f=1/T例如示波器上显示的被测波形，一周期为8div，“t/div”开关置“1μs”位置，其“微调”置“校准”位置。则其周期和频率计算如下：T=1us/div×8div = 8usf= 1/8us =125kHz所以，被测波形的频率为125kHz。2．图形法测频率将示波器置X-Y工作方式，被测信号输入Y轴，标准频率信号输入“X外接”，慢慢改变标准频率，使这两个信号频率成整数倍时，例如fx :fy=1:2，则在荧光屏上会形成稳定的图形。图的形状不但与两个偏转电压的相位有关，而且与两个偏转电压的频率也有关。用描迹法可以画出ux与uy的各种频率比、不同相位差时的图形。利用图形与频率的关系，可进行准确的频率比较来测定被测信号的频率。其方法是分别通过图形引水平线和垂直线，所引的水平线垂直线不要通过图形的交叉点或与其相切。若水平线与图形的交点数为m，垂直线与图形的交点数n，则fy / fx=m / n当标准频率fx（或fy）为已知时，由上式可以求出被测信号频率fy（或fx）。显然，在实际测试工作中，用李沙育图形进行频率测试时，为了使测试简便正确，在条件许可的情况下，通常尽可能调节已知频率信号的频率，使荧光屏上显示的图形为圆或椭圆。这时被测信号频率等于已知信号频率。由于加到示波器上的两个电压相位不同，荧光屏上图形会有不同的形状，但这对确定未知频率并无影响。其他相关播报编辑注意事项仪器操作人员的安全和仪器安全，仪器在安全范围内正常工作，保证测量波形准确、数据可靠，应注意：1．通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以使波形清晰，减小测试误差；不要使光点停留在一点不动，否则电子束轰击一点宜在荧光屏上形成暗斑，损坏荧光屏。2．测量系统- 例如示波器、信号源；打印机、计算机等设备等。被测电子设备- 例如仪器、电子部件、电路板、被测设备供电电源等设备接地线必须与公共地(大地)相连。3． TDS200/TDS1000/TDS2000 系列数字示波器配合探头使用时，只能测量（被测信号- 信号地就是大地，信号端输出幅度小于300V CAT II）信号的波形。绝对不能测量市电AC220V 或与市电AC220V 不能隔离的电子设备的浮地信号。（浮地是不能接大地的，否则造成仪器损坏，如测试电磁炉。）4．通用示波器的外壳，信号输入端BNC 插座金属外圈，探头接地线，AC220V 电源插座接地线端都是相通的。如仪器使用时不接大地线，直接用探头对浮地信号测量，则仪器相对大地会产生电位差；电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之间的电位差。这将对仪器操作人员、示波器、被测电子设备带来严重安全危险。5．用户如须要测量开关电源(开关电源初级，控制电路) 、UPS(不间断电源)、电子整流器、节能灯、变频器等类型产品或其它与市电AC220V 不能隔离的电子设备进行浮地信号测试时，必使用DP100高压隔离差分探头。数字示波器示波器使用中的其他注意事项：(1)热电子仪器一般要避免频繁开机、关机，示波器也是这样。(2)如果发现波形受外界干扰，可将示波器外壳接地。(3)“Y输入”的电压不可太高，以免损坏仪器，在最大衰减时也不能超过400 V.“Y输入”导线悬空时，受外界电磁干扰出现干扰波形，应避免出现这种现象。(4)关机前先将辉度调节旋钮沿逆时针方向转到底，使亮度减到最小，然后再断开电源开关。(5)在观察荧屏上的亮斑并进行调节时，亮斑的亮度要适中，不能过亮。示波器分为万用示波表，数字示波器，模拟示波器，虚拟示波器，任意波形示波器，手持示波表，数字荧光示波器，数据采集示波器 [1]。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

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器_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心收藏查看我的收藏0有用+10数字示波器播报上传视频电子仪器本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。数字示波器是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。高端数字示波器主要依靠美国技术，对于300MHz带宽之内的示波器，国内品牌的示波器在性能上已经可以和国外品牌抗衡，且具有明显的性价比优势。中文名数字示波器外文名Digital oscilloscope用途数字波形的显示和储存目录1简介2分类3基本概念▪带宽▪采样速率▪上升时间▪检定系统4使用方法5硬件设计▪控制器▪主控PC6软件设计▪平台选择▪VISA和IVI▪测试架构▪数据库7应用实例8优缺点▪优点▪缺点9知名产品▪泰克数字示波器▪鼎阳科技数字示波器▪福禄克数字示波器10技术参数11参考文献简介播报编辑数字示波器，英文：Digital Oscilloscope数字示波器是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具。随着科技及市场需求的快速发展，工程师们需要最好的工具，迅速准确地解决面临的测量挑战。作为工程师的眼睛，数字示波器在迎接当前棘手的测量挑战中至关重要。 [1]数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，其使用日益普及。由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异，如果使用不当，会产生较大的测量误差，从而影响测试任务。分类播报编辑数字存储示波器DSO，Digital Storage Oscilloscope：将信号数字化后再建波形，具有记忆、存储被观测信号的功能，可以用来观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号，以及不同时间不同地点观测到的信号数字荧光示波器DPO，Digital Phosphor Oscilloscope：通过多层次辉度或彩色可显示长时间内信号的变化情况混合信号示波器MSO，Mixed Signal Oscilloscope：把数字示波器对信号细节的分析能力和逻辑分析仪多通道定时测量能力组合在一起，可用于分析数模混合信号交互影响基本概念播报编辑带宽带宽是示波器最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值，而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽，数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关（数字实时带宽=最高数字化速率/K），一般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出，模拟带宽只适合重复周期信号的测量，而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆，实际上指的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实际上是指其模拟带宽为500MHz，而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时，一定要参考数字示波器的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差。带宽选择实例：已知条件：示波器主机1GHz，探头配置1.5GHz，被测信号200MHz（上升时间500ps）。示波器上升时间= 0.35/1GHz = 350ps探头上升时间= 0.35/1.5GHz = 233ps整个测量系统上升时间=√￣350²+233² = 420ps = 420ps整个测量系统实际带宽= 0.35/420 = 833MHz实测信号所得上升时间= √￣420²+500 = 653ps实际测量误差= (653 – 500 ) / 500 = 30.6%采样速率采样速率是数字示波器的一项重要指标，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。如果采样速率不够，容易出现混迭现象。如果示波器的输入信号为一个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。那么，对于一个未知频率的波形，如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢？可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档，看波形的频率参数是否急剧改变，如果是，说明波形混迭已经发生；或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来，也说明波形混迭已经发生。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。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生：1.调整扫速；2.采用自动设置（Autoset）；3.试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式，因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值，而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值，这两种方法都能检测到较快的信号变化。4.如果示波器有Insta Vu采集方式，可以选用，因为这种方式采集波形速度快，用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。采样速率与t/div的关系:每台数字示波器的最大采样速率是一个定值。但是，在任意一个扫描时间t/div，采样速率fs由下式给出：fs=N/(t/div)　N为每格采样点当采样点数N为一定值时，fs与t/div成反比，扫速越大，采样速率越低。下面是TDS520B的一组扫速与采样速率的数据：综上所述，使用数字示波器时，为了避免混迭，扫速档最好置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，扫速档则最好置于主扫速较慢的位置。存储深度存储深度是同样是比较重要的技术指标，数字示波器所能存储的采样点多少的量度。如果需要不间断的捕捉一个脉冲串，则要求示波器有足够的内存以便捕捉整个事件。将所要捕捉的时间长度除以精确重现信号所须的取样速度，可以计算出所要求的存储深度，也称记录长度。并不是有些国内二流厂商对外宣称的“存储深度是指波形录制时所能录制的波形最长记录“，这样的偷换概念，完全向相反方向引导人们的理解，难怪乎其技术指标高达”1042K“的记录长度。这就是为什么他们不说存储深度是在高速采样下，一次实时采集波形所能存储的波形点数。把经过A/D数字化后的八位二进制波形信息存储到示波器的高速CMOS内存中，就是示波器的存储，这个过程是“写过程”。内存的容量（存储深度）是很重要的。对于DSO(数字示波器)，其最大存储深度是一定的，但是在实际测试中所使用的存储长度却是可变的。在存储深度一定的情况下，存储速度越快，存储时间就越短，他们之间是一个反比关系。同时采样率跟时基（timebase）是一个联动的关系，也就是调节时基档位越小采样率越高。存储速度等效于采样率，存储时间等效于采样时间，采样时间由示波器的显示窗口所代表的时间决定，所以；存储深度=采样率 × 采样时间（距离 = 速度×时间）由于DSO的水平刻度分为12格，每格的所代表的时间长度即为时基（timebase）,单位是s/div,所以采样时间= timebase × 12. 由存储关系式知道：提高示波器的存储深度可以间接提高示波器的采样率，当要测量较长时间的波形时，由于存储深度是固定的，所以只能降低采样率来达到，但这样势必造成波形质量的下降；如果增大存储深度，则可以以更高的采样率来测量，以获取不失真的波形。比如，当时基选择10us/div文件位时，整个示波器窗口的采样时间是10us/div * 12格=120us，在1Mpts的存储深度下，当前的实际采样率为：1M÷120us︽8.3GS/s，如果存储深度只有250K，那当前的实际采样率就只要2.0GS/s了！存储深度决定了实际采样率的大小，一句话，存储深度决定了DSO同时分析高频和低频现象的能力，包括低速信号的高频噪声和高速信号的低频调制。上升时间在模拟示波器中，上升时间是示波器的一项极其重要的指标。而在数字示波器中，上升时间甚至都不作为指标明确给出。由于数字示波器测量方法的原因，以致于自动测量出的上升时间不仅与采样点的位置相关。另外，上升时间还与扫速有关。检定系统随着电子技术的发展，数字示波器凭借数字技术和软件大大扩展了工作能力，早期产品的取样率低、存在较大死区时间、屏幕刷新率低等不足得到较大改善，以前难以观察的调制信号、通讯眼图、视频信号等复合信号越来越容易观察。数字示波器可以对数据进行运算和分析，特别适合于捕获复杂动态信号中产生的全部细节和异常现象，因而在科学研究、工业生产中得到了广泛的应用。为了让示波器工作在合格的状态，对示波器定期、快速、全面的检定，保证其量值溯源，是摆在测试工程师面前的一项紧迫任务。手工检定效率低，容易出错，对每一种示波器的检定需要测试工程师翻阅大量的资料；自动测试系统具有准确快速地测量参数、直观地显示测试结果、自动存储测试数据等特性，是传统的手工测试无法达到的。用自动测试系统实现对示波器的程控检定将会是仪器检定的趋势。GPIB、VXI、PXI是自动测试系统标准总线，GPIB以性能稳定、操作方便、价格低廉赢得用户的认可。这里选用了GPIB作为测试系统的总线。使用方法播报编辑数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，其使用日益普及。由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异，如果使用不当，会产生较大的测量误差，从而影响测试任务 [2]。区分模拟带宽和数字实时带宽带宽是示波器最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值，而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽，数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关（数字实时带宽=最高数字化速率/K），一般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出，模拟带宽只适合重复周期信号的测量，而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆，实际上指的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实际上是指其模拟带宽为500MHz，而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时，一定要参考数字示波器的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差 [2]。有关采样速率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 [2]。1.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。混迭的产生如图1所示。那么，对于一个未知频率的波形，如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢？可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档，看波形的频率参数是否急剧改变，如果是，说明波形混迭已经发生；或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来，也说明波形混迭已经发生。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 [2]。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生：·调整扫速；·采用自动设置（Autoset）；·试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式，因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值，而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值，这两种方法都能检测到较快的信号变化。·如果示波器有InstaVu采集方式，可以选用，因为这种方式采集波形速度快，用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形 [2]。2.采样速率与t/div的关系每台数字示波器的最大采样速率是一个定值。但是，在任意一个扫描时间t/div，采样速率fs由下式给出：fs=N/(t/div)N为每格采样点当采样点数N为一定值时，fs与t/div成反比，扫速越大，采样速率越低 [2]。综上所述，使用数字示波器时，为了避免混迭，扫速档最好置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，扫速档则最好置于主扫速较慢的位置 [2]。数字示波器的上升时间在模拟示波器中，上升时间是示波器的一项极其重要的指标。而在数字示波器中，上升时间甚至都不作为指标明确给出。由于数字示波器测量方法的原因，以致于自动测量出的上升时间不仅与采样点的位置相关 [2]。虽然波形的上升时间是一个定值，而用数字示波器测量出来的结果却因为扫速不同而相差甚远。模拟示波器的上升时间与扫速无关，而数字示波器的上升时间不仅与扫速有关，还与采样点的位置有关，使用数字示波器时，我们不能象用模拟示波器那样，根据测出的时间来反推出信号的上升时间 [2]。硬件设计播报编辑基于GPIB的数字示波器自动检定系统的硬件由GPIB控制器、FLUKE5500A、被检定数字示波器和PC机以及打印机等外围设备组成。控制器GPIB是惠普公司于20世纪60年代末、70年代初开发的实用仪器接口系统。由于对测试仪器的控制很方便，并且具有较高的传输速度（1Mbps）,GPIB于1975年被定为IEEE488标准，1987年修定为IEEE488.1—1987。GPIB总线是数字化的24脚并行总线，有8根线是地线和屏蔽线，另外16根线是TTL电平信号传输线，包括8根数据线、5根接口管理线和3根数据传输控制线。GPIB使用8位并行、字节串行、异步通讯方式，所有字节通过总线顺序传送。GPIB系统设备有控者、讲者和听者三种属性。实际设备具有其中的一种、两种或三种。作为控者，它可以通过寻址指定连接到总线上具有讲者属性的器件成为讲者和具有听者属性的器件作为听者，包括指定它自己。讲者能通过总线向其他器件发送数据。听者能从总线上接收讲者发送的数据。一般来说在GPIB系统中计算机是控者，具有讲、听、控三种属性。为避免总线冲突，IEEE488规定一次只能有一个讲者，但可以同时有几个听者。由于GPIB系统中各器件的工作速度可能相差悬殊，为了保证多线消息能够双向、异步、可靠地传输，GPIB母线中设置了三条握手线，分别为数据有效线、未准备好接收线和未收到数据线。在本系统中采用的GPIB控制器是贝卡科技公司开发的BC-1401-2型USB-GPIB接口控制器，它带有USB接口，把USB总线转换成GPIB总线，操作GPIB仪器。其特点是：完全符合IEEE488.1和IEEE488.2国际标准，支持PCI、USB、Ethernet工业标准；数据传输率为900kbps,适合PC机与仪器之间的高速数据传输；提供了一套I/O GPIB操作函数库，其函数与ISA总线的ES1400系列接口控制器相同；提供了一套符合VPP规范的虚拟仪器软件架构VISA(Virtual Instrument Software Architecture)函数库,实现了凡是采用VISA函数开发的应用程序，在更换不同厂家的不同型号的GPIB接口控制器时，应用程序不需要作任何修改；该接口控制器可以用C/C++、VC++、VB、LabView、LabWindows/CVI、HP-VEE、Delphi等多种语言编制测试程序，方便而灵活。主控PCPC作为系统的“主控者”，通过发布命令给GPIB接口控制器实现对FLUKE5500A和被检定示波器的控制，主要包括以下几个方面的内容：仪器的初始化、复位、仪器参数设置；命令FLUKE5500A产生标准信号，同时被检示波器显示；读取/保存仪器数据并传给PC等。软件设计播报编辑平台选择软件是本数字示波器自动检定系统的核心，软硬件能否稳定、协调地工作是系统能够对数字示波器快速、可靠检定的基础。本系统采用性能稳定的Windows2003 Server操作系统、SQL Sever2005(开发版)数据库以及Visual. NET2005作为开发平台，以C/C++作为编程语言，同时在驱动程序方面选用NI公司的Lab Windows/CVI7.0做部分程序的驱动开发。同时采用MAX（Measurement&Automation）作为IVI驱动配置程序。VISA和IVIVISA是VXI plug&play联盟制定的I/O接口软件标准。制定VISA的目的是确保不同厂商、不同接口标准的仪器能相互兼容、可以通讯和进行数据交换。其显著特点是：VISA是采用了先进的面向对象编程思想来实现的；它是当前所有仪器接口类型功能函数的超集成，而且十分简洁，只有90多个函数；VISA作为标准函数，与仪器的I/O接口类型无关，方便程序移植。对于驱动程序、应用程序开发者而言，VISA库函数是一套可以方便调用的函数，可以控制各种设备如GPIB、VXI、PXI等。IVI（Interchangeable Virtual Instrument）是IVI基金会为了进一步提高仪器驱动程序的可执行性能，达到真正意义上的仪器互换，实现应用程序完全独立于硬件而推出的仪器驱动程序编程接口。IVI系统由IVI类驱动程序、具体驱动程序、IVI引擎、IVI配置实用程序、IVI配置信息文件五部分组成。类驱动程序实现了上层统一功能的封装，面对的是操作者，而具体驱动程序完成与具体仪器的通信。测试程序是调用类驱动程序，用类驱动程序调用具体驱动程序来实现测试程序和硬件的无关性。IVI引擎完成状态缓存、仪器属性跟踪、分类驱动程序到具体驱动程序的映射功能。IVI配置实用程序是采用软件MAX创建和配置IVI逻辑名，在测试程序中通过传送逻辑名给一个分类驱动程序初始化函数，将操作映射到具体仪器及仪器驱动程序。IVI配置信息文件记录了所有逻辑名和从类驱动程序到具体仪器驱动程序的映射信息。其结构如图2所示。测试架构测试软件模块：测试软件分为测试数据管理模块、测试参数管理模块、测试程序模块三部分。测试数据管理模块是管理对仪器的检定日期、检定人员、对具体仪器的已检定项目、检定的数据等。测试参数管理是在数据库中管理具体仪器的各检定项、检定项的标准值等。测试程序模块是根据用户在软面板上选定的测试参数，调用相应的测试仪器进行测试，把测试数据和数据库中的标准相比较，判断是否合格。测试软件结构化流程：在开机系统自检后，检定操作员在软件界面上选择/输入需要检定的仪器型号，程序由仪器型号在数据库中调出相应的检定项目、被检项目的标准值、被检仪器与FLUKE5500A和GPIB控制器的连接图。检定员按连接图（FLASH动画）连接仪器，在确认连接正确后，检查是否有IVI驱动程序，在安装驱动程序后运行MAX配置工具，完成配置后即可运行相应的测试程序，把测试结果保存到数据库，并打印相应的合格/不合格报告。其流程图见图3。开发IVI驱动程序：对于IVI仪器，厂家会提供IVI驱动程序只需要编写少量代码即可实现对仪器的检定，主程序简单，便于管理。IVI基金会的目标是支持95%的仪器。基于IVI技术的数字仪器的检定将会是仪器检定的必然之路。但是并不是所有的仪器都支持IVI。对于非IVI仪器，使用LabWindows/CVI中的IVI驱动开发向导把仪器程控命令树中所有底层命令封装成一系列带有图像面板的高层函数，完成IVI驱动程序的开发，使它成为IVI仪器。其特点是前期开发IVI驱动程序工作量大，但是后期测试程序开发和维护工作量少。数据库数据库管理主要包括用户管理、被检仪器型号管理、检定项目管理、检定报告管理、检定项目指标管理以及数据查询6个模块。应用实例播报编辑应用本方法组建的测试系统对IVI仪器Hp54815等进行了检定，对非IVI仪器XJ4321等开发了IVI驱动程序，对其垂直灵敏度、瞬态响应、稳态响应、扫描时间因素误差、扫描时间因素线性误差5项内容进行检定，保存检定结果并打印检定证书。实践证明：检定过程变得快速和简单；自动检定和人工检定的结果是一致的。本文介绍的数字示波器检定系统以GPIB为总线，综合运用了IVI技术和数据库技术实现数字示波器的自动检定，具有操作方便、可扩展性强、工作稳定性好的特点，为组建功率计、频谱分析仪、任意波形/函数发生器、数字多用表的综合数字仪器自动检定系统提供了参考。优缺点播报编辑优点1.体积小、重量轻，便于携带，液晶显示器2.可以长期贮存波形，并可以对存储的波形进行放大等多种操作和分析3.特别适合测量单次和低频信号，测量低频信号时没有模拟示波器的闪烁现象4.更多的触发方式，除了模拟示波器不具备的预触发，还有逻辑触发、脉冲宽度触发等5.可以通过GPIB、RS232、USB接口同计算机、打印机、绘图仪连接，可以打印、存档、分析文件6.有强大的波形处理能力，能自动测量频率、上升时间、脉冲宽度等很多参数缺点1.失真比较大，由于数字示波器是通过对波形采样来显示，采样点数越少失真越大，通常在水平方向有512个采样点，受到最大采样速率的限制，在最快扫描速度及其附近采样点更少，因此高速时失真更大。2.测量复杂信号能力差，由于数字示波器的采样点数有限以及没有亮度的变化，使得很多波形细节信息无法显示出来，虽然有些可能具有两个或多个亮度层次，但这只是相对意义上的区别，再加上示波器有限的显示分辨率，使它仍然不能重现模拟显示的效果。3.可能出现假象和混淆波形，当采样时钟频率低于信号频率时，显示出的波形可能不是实际的频率和幅值。数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。知名产品播报编辑泰克数字示波器泰克TDS1000B数字示波器是泰克科技有限公司推出的具备了高达100 MHz的带宽和高达 1 GS/s 取样率，并拥有轻巧设计和经济实惠功能的数字示波器，TDS1000B系列数字示波器的便携式标准功能包括USB连接能力、12种自动测量、简单的用户界面、上下文相关帮助、探头检查向导和终身保修服务。 [3]鼎阳科技数字示波器SIGLENT是全球最大的数字示波器ODM制造商，是目前国内出货量最大的示波器生产厂家。国际化的研发理念，打造出性能更强大、操作更人性化的SDS1000CFL系列！该产品秉承了鼎阳产品的多功能、高性能，提供最多四通道与一个外部触发输入通道，可同时捕获显示多路信号，满足产品开发及验证的应用需求。同时，产品配备高达2GSa/S的采样率， 7寸彩色TFT LCD液晶屏，满足了复杂硬件设计中更高带宽、更高采样率的测试需求。单通道24K的存储深度更是领先于国内同类型产品，信号观测时间更长、更深入洞察信号细节。强大的触发和分析能力使其易于捕获和分析波形，大大提高测试效率。丰富的接口配置实现与PC无缝连接，满足对波形数据的处理需要及快捷组建测试系统。福禄克数字示波器FLUKE5500A是美国福禄克公司的一款高性能的多功能校准仪，可以对手持式和台式多用表、示波器、示波表、功率计、电子温度表、数据采集器、功率谐波分析仪、过程校准器等多种仪器进行校准。FLUKE5500A提供了GPIB（IEEE-488）、RS-232、5725A三种标准接口；在安全性方面满足IEC 1010-1（1992-1）、ANSI/ISA-S82.01-1994、CAN/CSA-C22.2NO.1010.1-92标准；FLUKE5500A输出电压可以达到1100V，电流输出可达11A，可以提供直流电压和电流、交流电压和电流的多种波形和谐波，同时输出两路电压，或者是一路电压和一路电流，模拟功率、电阻、电容热电偶和RTD。其示波器校准件还提供了稳幅正弦波、快沿、时间标记和幅度信号。技术参数播报编辑SDS1072/1074CFLSDS1102/1104CFLSDS1202/1204CFLSDS1302/1304CFL宽带70MHz100MHz200MHz300MHz通道数2/4CH+1EXT实时采样率1GSa/s（每通道），2GSa/s（半通道）等效采样率50GSa/s存储深度12K（每通道），24k（半通道）上升时间< 5ns< 3.5ns< 1.8ns< 1.2ns输入阻抗1M欧姆‖13pF1M欧姆‖13pF，50Ω时基档位5.0ns/div-50s/div2.5ns/div-50s/div2.5ns/div-50s/div1.0ns/div-50s/divScan:100ms-50s/div垂直灵敏度2mV - 5V/div垂直分辨率8bit触发源CH1 、CH2、 CH3、CH4、Ext、Ext/5、AC Line触发类型边沿、脉宽、视频、斜率、交替数字运算+ 、 - 、×、 ÷、FFT 、数字滤波高通、低通、带通、带阻最大输入电压±400V（DC+AC峰值），CAT I，CAT II内部存储2/4组参考波形，20组设置，20组波形外部存储位图存储、CSV存储、波形存储、设置存储语言简体中文、繁体中文、英文、德语、日语、法语，韩语、阿拉伯语、俄语、西班牙语、葡萄牙语、意大利语接口双USB Host、USB Device、LAN、Pass/Fail out显示7’’彩色TFT-LCD电源AC 100-240V、45Hz-440Hz、50VA Max上位机软件可以通过电脑远程控制示波器，分析提取波形数据备注可与原厂信号源无缝连接，形成信号的采集、产生一体化系统参考文献播报编辑[1] Lab Windows/CVI Instrument Driver Developer Guide[Z]. Agilent 2003 Edition 370699A-01.[2] NI. Lab Windows/CVI Programmer’s reference manual[P].Austin(USA)，1998.[3] The VISA library[M]. VXI Plug&Play System Alliance,Austin(USA) ,1998.[4] 5500A Multi-Product Calibrator Programmer Reference Guide[M], Fluke Corporation，1999.[5] 张毅刚.自动测试系统[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2001.[6] 李石君.现代数据库系统及应用教程.武汉：武汉大学出版社，2005，1.新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

数字示波器的作用是什么？ - 知乎

数字示波器的作用是什么？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册工程学作用示波器数字示波器的作用是什么？关注者3被浏览4,484关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享3 个回答默认排序是德科技 Keysight Technologies已认证账号关注数字存储示波器(DSO) 是一种测量和记录电信号的电子仪器。它将模拟信号转换成数字格式并将其存储在其数字存储器中，以便于调用和分析。阅读我们关于数字示波器的全面介绍，您还会找到以下问题的答案 - 示波器带宽不足会咋样？示波器带宽对波形有什么影响？示波器带宽与频率响应的关系？示波器带宽越大越好吗？•示波器应用：•基本波形参数测量与电路异常诊断•高速信号完整性分析（眼图、抖动分析）•标准总线一致性分析（USB、PCle、DDR、HDMI等）•串行信号解码（I2C 、 SPI 、 CAN等） •宽带信号的调制分析（UWB 、雷达等）谈到数字示波器，离不开介绍数字示波器与模拟示波器的区别。我们今天就聊聊模拟示波器和数字示波器的区别。模拟示波器第一种是模拟示波器，它使用阴极射线管来显示波形。屏幕上涂有荧光物质，只要被电子束集中就会发光。当连续的荧光点亮起时，您可以看到信号的再现图形。为了使示波器稳定地显示波形，必须使用触发。当显示屏上的整个波形迹线完成时，示波器会等到特定的事件发生后（例如，上升沿超过某个电压值）再次开始显示迹线。未经触发的显示画面是没有用处的，因为它显示的波形并不稳定（同样适用于下面将会讨论的 DSO 和 MSO 示波器）。模拟示波器非常实用，因为荧光点会继续发光一段时间而不会马上消失。您可以在几个彼此重叠的示波器迹线上看到信号的毛刺或不规则性。由于当电子束击中屏幕时便会显示波形，所以显示信号的亮度与实际信号的亮度有关。这使显示屏与三维显示屏类似（换句话说，x 轴代表时间，y 轴代表电压，而 z 轴则代表亮度）。模拟示波器的不足之处是无法使显示画面 “固定”，从而使波形停留较长的时间。当荧光物质不再发光时，该部分的信号也随之消失。此外，您无法自动执行波形测量，必须使用显示屏上的网格线进行手动测量。电子束在进行水平扫描和垂直扫描时存在一个速度上限，这会导致模拟示波器可显示的信号类型也十分有限。尽管模拟示波器目前还拥有不少用户，但其销量大不如前。数字示波器已经成为用户的主流选择。数字存储示波器（DSO）数字存储示波器（通常称为 DSO）是为了弥补模拟示波器的诸多不足而发明的。 DSO 输入一个信号，并通过模数转换器将其数字化。下图显示了是德科技数字示波器采用的一种 DSO 体系结构。图数字示波器的体系结构衰减器会调整波形。垂直放大器会在波形传到模数转换器（ADC）时做进一步的调整。ADC 会对收到的信号进行采样和数字转换，随后将这个数据存入存储器中。触发器会寻找触发事件，而时基会调整示波器的时间显示。在示波器显示信号之前，微处理器系统可以执行您指定的其他后期处理任务。"Keysight InfiniiVision数字式存储示波器拥有更快的波形捕获率、自动测量功能、以及集 7 种仪器功能于一身的综合功能，可以更快速地捕获更多数据。"数据以数字形式表示，可使示波器执行各种波形测量。信号可以无限期地存放在存储器中，也可打印或通过闪存、LAN、 USB 或 DVD-RW 传输到计算机中。事实上，您还能通过软件提供的虚拟前面板在计算机上控制和监测示波器。推荐阅读：什么是数字存储示波器？数字存储示波器图片数字存储示波器(DSO) 是一种测量和记录电信号的电子仪器。它将模拟信号转换成数字格式并将其存储在其数字存储器中，以便于调用和分析。数字存储示波器用于各种应用。生物医学工程师使用它们来测量来自人体的电信号，例如心跳和脑电波。电信工程师使用 DSO 测试手机和其他通信设备。航空航天工程师用它们来测试飞机部件，同时汽车工程师使用它们来测试车辆电子系统。设计工程师使用 DSO 来验证其设计的性能。示波器带宽决定因素：由前端放大器等模拟器件的特性决定参数定义：放大器增益下降到-3dB对应的频点称为带宽两种响应对比，高斯响应会带来更多的高频信息，如果采样率不够，会引起混叠•高斯(Gaussian)响应：一般带宽低于1GHz示波器的典型响应；•最大平坦(Flat)响应：一般带宽高于1GHz示波器的典型响应；•Infiniium系列示波器都为最大平坦相应；方波的组成正弦波是波形的基本组成，任何非正弦波都可视成是基波和无数不同频率的谐波分量组成。方波是由基波与无数奇次谐波叠加所构成，包含的谐波越多，波形越近似方波。注意为了保证信号的幅度测试精度，示波器的带宽至少要选择为信号频率的5倍！这通常针对于正弦波信号，因为其频谱只有一根谱线。而对于脉冲信号，由于理论上具有无数个谐波，通常将示波器带宽选择为所关注的最高次谐波频率的5倍。对于数字应用，您应当选择带宽比设计中的最快时钟速率至少高5倍的示波器。但是，如果您需要对信号进行精确的边沿速度测量，则必须先确定信号中的最大实际频率。对于模拟应用，应当选择带宽比设计中的最高模拟频率至少高 3倍的示波器。但这个建议仅适用于在较低频段中具有相对平坦的频率响应的示波器。是德科技示波器拥有完备的性能，使您无需担心这一点。示波器带宽对波形的影响带宽不足将导致波形失真:•上升时间增加•信号幅度变化波形失真原因：•导致主要谐波分量消失，使原本规则的波形呈圆弧状接近正弦波•无法分辨高频信号：幅度失真、边缘消失、数据细节丢失•低带宽给波形的上升时间t_r和幅度V的测量带来较大的误差带宽的木桶效应示波器带宽不足会咋样？不同带宽的示波器观察到的100MHz的方波信号示波器带宽与频率响应的关系什么是频率响应？频率响应指的是示波器前端模拟电路对不同频谱的正弦信号的增益曲线不同示波器除了带宽不一样，频响也不一样，带宽只是定义了下降3dB的频点，但是没有定义频响曲线，对于高斯频响，-3db带宽内对信号衰减较大，为了保证很小的频谱误差，需要大于2倍的信号带宽。现代高带宽示波器主要有两种频响方式：传统的高斯频响方式，Flat频响方式；可以看到传统的高斯频响方式在-3dB带宽内对信号频谱有一定的影响，-3dB带宽外有较长尾巴，要求后面ADC采样率高，才不会发生混叠。Flat频响方式有很大改进：-3dB内，对信号质量影响较小，-3dB以外尾巴相对较少，infiniium采用Flat频响方式问题：示波器带宽越大越好吗？好处：示波器带宽越大，可以测量的信号频谱范围就越大，信号的上升沿也更快；坏处：一般来说，示波器带宽越大，示波器价格越高；示波器带宽越大，示波器底噪越高；推荐阅读：“等效时间采样示波器和实时采样示波器有着不同的触发要求，以及不同的输入波形采样方式。”问题：怎样选择示波器的采样率?采样率通常由带宽决定。高斯响应的示波器（InfiniiVision系列）通常而言采样率需要是带宽的4倍或更高。采样概述要了解示波器的采样和采集模式，需要先了解采样原理、混叠、示波器带宽和采样率、示波器上升时间、所需的示波器带宽以及存储器深度对采样率的影响。采样原理尼奎斯特采样定理规定，对于具有最大频率 fMAX 且带宽有限的信号，等距采样频率 fS 必须大于最大频率 fMAX 的两倍，这样才能唯一地重建信号而不会产生混叠。混叠当信号采样不足 (fS < 2fMAX) 时，将发生混叠。混叠属于信号失真，是由于错误地从数量不足的采样点重建低频率而导致的。混叠示波器带宽和采样率示波器带宽通常是指按 3 dB （-30% 幅度误差）衰减输入信号正弦波的最低频率。对于示波器带宽，采样原理规定所需的采样率为 fS = 2fBW。但该原理假设频率分量都在 fMAX （在此情况下是 fBW）以下，并且需要具有理想的砖墙频率响应的系统。理论上的砖墙频率响应然而，数字信号的频率分量在基本频率（方波由基本频率的正弦波和数量不限的奇次谐波组成）之上，通常，对于 1 Ghz 及以下带宽，示波器具有高斯频率响应。采样率和示波器带宽因此，实际上，示波器的采样率应为其带宽的四倍或以上：fS = 4fBW。这样就会减少混叠，并且混叠的频率分量会出现更大的衰减量。文章推荐：示波器上升时间与示波器的带宽规格密切相关的是其上升时间规格。具有高斯类型的频率响应的示波器的上升时间约为 0.35/fBW （基于 10% 至 90% 标准）。示波器的上升时间不是示波器可精确测量的最快边沿速度。它是示波器可能产生的最快边沿速度。所需的示波器带宽精确测量信号所需的示波器带宽主要由信号的上升时间而不是信号的频率决定。您可以使用以下步骤计算所需的示波器带宽：1 确定最快的边沿速度。通常可从设计中使用的已发布设备规格中获得上升时间信息。2 计算最大 “ 实际 ” 频率分量。根据 Dr. Howard W. Johnson 的著作《High-Speed Digital Design – A Handbook of Black Magic》所述，所有快速边沿都有数量不限的频率分量。但是，快速边沿的频谱中存在一个转折点（或称 “ 拐点 ”），在这个转折点上，高于 fknee 的频率分量在确定信号形状时可以忽略不计。fknee = 0.5 / 信号上升时间（基于 10% - 90% 阈值）fknee = 0.4 / 信号上升时间（基于 20% - 80% 阈值）3 对所需的精度使用倍增因数以确定所需的示波器带宽。推荐阅读：采样率与频率响应的关系采样：要求保证通过放大器的所有频谱分量都被采集到而不发生频谱混叠。被测数字信号的频率分量是无穷的。带宽和采样率的计算为了确保测量精度，示波器的带宽主要取决于信号的上升沿时间，而不是信号的频率。示波器存储深度和波形刷新率•每一个采样点必须存储到存储器，以便后续的处理和显示；•示波器的存储深度是指每个通道可以存储的数字化的点数。•存储深度：决定示波器进行一次连续采集所能得到的最长时间长度。•捕捉更长时间数据意味如果需要保持采样率就需要保存更多的采样点；•更深的存储深度可以存储更多的数字化采样点；采样率与存储深度的关系存储深度(Memory Depth)=采样率(SampleRate)×时间记录长度(Time record length)数字存储示波器的组件数字存储示波器通常具有五个主要组件：显示器垂直输入通道水平输入通道触发器模数转换器显示器用于可视化正在测量的电信号。垂直输入通道用于测量信号的振幅，而水平输入通道用于测量信号的频率。触发器用于启动和停止测量过程。DSO 操作模式数字存储示波器有两种操作模式：单次和重复. 在单次模式下，示波器采集并存储一个信号。在重复模式下，示波器连续采集和存储信号。InfiniiVision 4000 X 系列数字存储示波器的特点16 位垂直分辨率5 GSa/s 最大采样率20 M 记录长度1,000,000 wf/s 更新率2 或 4 个模拟通道加上 16 个数字通道（MSO 型号）直观的用户界面和上下文相关的帮助WaveGen 任意函数发生器（可选）12.1 英寸电容式触控显示屏（部分机型选配）USB 端口和 LAN 连接免费是德科技应用软件更新InfiniiVision 4000 X 系列具有同类产品中最高的性能，具有高达 1.5 GHz 的带宽、5 GSa/s 的采样率和 16 个数字通道（MSO 型号）。 InfiniiVision 4000 X 系列示波器提供最先进的触发功能，具有超过 21 种触发类型和模式。 7 合 1 仪器还提供可选的内置任意函数发生器、数字电压表和频率计数器。DSO 触发模式触发是导致示波器开始采集和存储信号。触发器用于确保被测量的信号是需要的，并防止示波器记录不需要的信号。一些数字示波器提供高级触发模式。他们包括延迟、峰值和窗口触发器。这些触发模式允许示波器在特定时间点开始采集和存储信号，这对于测量瞬态现象非常有用。触发模式描述延迟触发方式触发事件必须在初始触发事件之后的指定时间内发生。此模式对于捕获不频繁事件或隔离触发前和触发后事件很有用。峰值触发模式捕获具有不同幅度的重复波形。触发电平设置为峰峰值幅度的百分比，示波器在最接近触发电平的上升沿或下降沿触发。窗口触发器触发事件必须在指定的时间窗口内发生。此模式可用于捕获特定时间发生的事件或隔离触发前和触发后事件。其他触发模式包括：边沿触发脉冲宽度视频坡度备用这些触发模式在捕获特定事件或识别问题时非常有用。数字与模拟存储DSO与模拟同类产品相比有以下几个优势：数字示波器：更加准确和精确拥有更宽的动态范围可轻松连接到计算机进行存储和分析。可以测量非常快的信号，这些信号很难或不可能测量模拟示波器具有自动测量和分析采集数据的功能数字存储与其他类型的示波器数字存储示波器 (DSO) 是一种电子仪器，可将模拟信号转换为数字格式并将其存储在内存中，以便于调用和分析。读出示波器不会将电信号存储在存储器中。相反，他们在屏幕上实时显示信号。这使得读出示波器最适合用于监测目的数字荧光示波器（DPO）和数字示波器一样，也可以测量和记录电信号。然而，它们不会将信号存储在存储器中。相反，他们使用阴极射线管（CRT）*在屏幕上实时显示信号单触发示波器是测量和记录单个事件的电信号的仪器。它们通常用于生物医学工程、电信、航空航天和汽车工程随机间隔或等效时间示波器也用于生物医学工程、电信、航空航天和汽车工程。它们测量并记录单个事件的电信号与数字存储示波器相关的常用术语术语解释数字波形存储器存储数字数据。用于DSO以存储被测量的电信号时钟驱动电路用于生成用于操作DSO的时钟信号。生成控制被测电信号采集和存储的定时信号数字滤波一种信号处理类型，用于从信号中去除不需要的频率。用于DSO，通过去除噪声和其他不需要的信号来提高测量精度可重复测量可以以相同的结果重复进行的测量。数字示波器可以实现这一点，因为它们可以存储被测量的波形，并将其重新调用以进行进一步分析内存深度在样品中测量。可以存储在内存中的样本数量不断增加。现代数字示波器的存储深度接近十亿个样本。同步转换器将直流电（DC）转换为交流电（AC）的电子设备。它用于为数字示波器供电。 *阴极射线管（CRT）在一些示波器中用于显示被测量的电信号。他们使用电子束在屏幕上显示波形。是德科技发布于 2023-06-07 17:07赞同 5添加评论分享收藏喜欢收起18029163067安捷伦、是德、泰克、福禄克、安立、罗德、力科等世界品牌。关注数字示波器DLM3022：2ch，200MHz混合示波器DLM3024 4ch，200MHz数字示波器DLM3032 2ch，350MHz混合示波器DLM3034 4ch，350MHz数字示波器DLM3052 2ch，500MHz横河YOKOGAWA DLM3054示波器， 4ch，500MHz横河YOKOGAWA DLM3054示波器特点在YOKOGAWA示波器传统机型的基础上，全新推出的DLM3000提供了更高品质、更为灵活和更加易用的新功能，以提高用户的工作效率并满足当今机电一体化设计的前瞻需求。DLM3000集成了新的触摸屏操作、固态存储和高速信号处理，通过提供干净的信号、全面的处理和便捷的操作，使工作效率得到显著的提高。品质YOKOGAWA多年来始终致力于测量品质， DLM3000具有低残余噪声、多电压量程和各种实时低通滤波器，能够确保信号的真实度。灵活通道数灵活组合、存储深度选件、“功率运算”选件、包括主流汽车总线在内的串行总线功能相结合，可根据各种需求对示波器进行配置。易用触摸屏与示波器传统按键操控面板的组合可以让用户实现无缝转换，通信和存储选件则可以让用户轻松访问大型数据集。方便操作的立式设计DLM3000的触摸屏显示器位于仪器操作面板的上方。这种立式机身设计，既可以使显示器与用户视线齐平，又可以节省桌面或测试台的空间。操作面板布局直观，通道和功能的操作状态一目了然，可以迅速进行所需测量。方便设置的8.4英寸显示器可以自动或手动分踪显示各独立通道的波形，同时保持优的分辨率和动态范围。这样无论使用多少通道，都可以轻松查看所有信号的细节。 DLM3000是一款易于查看和易于操作的“紧凑型专属示波器”。电容式触摸屏，操作直观触屏式用户界面能为用户提供直观的操作。可以通过熟悉的点选、拖动，外扩/里捏操作来快速设置测量、光标、缩放框、波形显示区域等项目。传统按钮和按键的使用也很方便，因此用户可以自由切换，尽享两种控制方式的优势发布于 2023-06-07 15:35赞同添加评论分享收藏喜欢收起写回答1 个回答被折叠（为什

示波器原理 - 什么是示波器？示波器的使用方法 - 知乎

示波器原理 - 什么是示波器？示波器的使用方法 - 知乎首发于示波器使用方法切换模式写文章登录/注册示波器原理 - 什么是示波器？示波器的使用方法是德科技 Keysight Technologies已认证账号示波器是设计和测试电子设备和器件最常用的工具。数字储存示波器（简称DSO）和混合信号示波器（简称MSO）都是强大的仪器，用于显示及测量随时间变化的电子信号，并且能有助于确定哪一个器件运行正常，而哪一个器件出现故障。示波器还能帮助您确定新近设计的器件是否能按照您想要的方式运行。本文简要介绍示波器原理，让您了解什么是示波器，以及如何操作示波器。我们将会探讨示波器的应用，并概括介绍其基本的测量和性能特征。本文还将介绍不同类型的探头，并讨论它们的优缺点。示波器电子技术在我们的生活中无所不在。每天都有上百万人使用电子产品，例如手机、电视和计算机。随着电子技术的进步，这些产品的工作速度也变得越来越快。如今，大多数电子产品都采用了高速数字技术。工程师们应当能够精确地设计和测试他们在高速数字产品中所使用的元器件。他们在设计和测试元器件时所使用的仪器必须特别适合处理高速和高频的特性才行，而示波器正好是这样的一种仪器。示波器是一种功能强大的工具，在设计和测试电子器件方面很有用。它们在您判定系统器件是否正常方面扮演极为重要的角色，而且还能帮助您确定新设计的元器件是否按照预想的方式进行工作。示波器的功能远比数字万用表更强大，因为它们可以使您观察电子信号的实际情况。示波器的应用极为广泛，包括通用电子测试、工业自动化、汽车、大学的研究实验室以及航空航天 / 国防产业等。许多公司都依赖示波器来查找缺陷，从而制造出质量过硬的产品。好文推荐：电子信号示波器的主要用途是显示电子信号。通过观察示波器上显示的信号，您可以确定电子系统的某个元器件是否在正常工作。因此，要想了解示波器的工作方式，必须先要了解信号的基本示波器原理。波形特性电子信号会以波形或脉冲的形式出现。波形的基本特性包括：幅度 - 在工程应用中经常使用的幅度定义主要有两个。第一种通常称为峰值幅度，定义为干扰信号的最大位移量。第二种是均方根（RMS）幅度。要计算波形的 RMS 电压，必须将波形值平方并求出平均电压，然后再求平方根。对正弦波来说，RMS 幅度等于峰值幅度的 0.707 倍。相移 - 相移是指两个其他条件都相同的波形之间的水平位移量，以度或弧度为单位。正弦波的周期以 360 度来表示。因此，如果两个正弦波相差半个周期，那么它们的相对相移就是 180 度。周期 - 波形的周期是指波形重复出现一次所花费的时间，以秒为单位。频率 - 每个周期性波形都有一个频率。频率是指波形在一秒内重复出现的次数（如果您使用 Hz 为单位）。频率与周期互为倒数。图 1. 正弦波的峰值幅度和 RMS 幅度图 2. 三角波的周期波形波形是指波的形状或图像。波形可以提供许多有关信号的信息，例如，它可以告诉您电压是否突然发生改变、呈线性变化或保持不变。标准的波形有很多种，本节仅介绍您最常遇到的几种。正弦波 - 正弦波通常与交流（AC）电源有关，例如您屋内的电源插座。正弦波的峰值幅度并非一直恒定，如果峰值幅度会随着时间不断地下降，我们就称这种波形为阻尼正弦波。图 3. 正弦波方波 / 矩形波 - 方波会在两个不同的值之间周期性地跳动，因此在高点和低点部分的长度会相等。矩形波不同的地方在于高、低点部分的长度并不相等。图 4. 方波三角波 / 锯齿波 - 在三角波中，电压会随着时间呈线性变化。它的信号边沿称为斜波，这是因为其波形会斜升或斜降到某个电压。由于锯齿波前面或后面的信号沿会随着时间产生线性的电压响应，所以看起来与三角波类似。但对面的信号沿几乎是立即下降的。脉冲 - 脉冲是指突然出现在固定电压中的干扰，就像在一个房间中突然打开电灯，然后迅速熄灭电灯的情形。一连串的脉冲被称为脉冲串。延续前面的比喻，这就好比不断重复快速开灯与关灯的动作一样。脉冲是信号中常见的毛刺或错误波形。如果信号只传送一条信息，那么脉冲也可看作是一个波形。图 5. 三角波图 6. 锯齿波图 7. 脉冲复合波波形也可以是以上各种波形的混合。它们不一定要具备周期性，而且可以是非常复杂的波形。模拟信号与数字信号的比较模拟信号代表给定范围内的任意值。您不妨想象一下模拟时钟，时针每隔 12 个小时旋转 1 周。在此期间，时针一直不断移动，不会出现读值跳动或不连续的情形。现在将它与数字时钟比较一下。数字时钟仅显示小时和分钟，因此是以分钟作为间隔时间。它会一下子从 11:54 跳至 11:55。数字信号同样具备离散和量化的特性。通常，离散信号具有两个可能的值（高或低，1 或 0 等），因此信号会在这两个可能的值之间上下跳动。什么是示波器，您为什么需要它？信号完整性示波器的主要用途是精确地显示电子信号。因此，信号完整性显得非常重要。信号完整性是指示波器重建波形并且精确显示原始信号的能力。由于在示波器的波形不同于真实信号时，测试毫无意义，所以信号完整性低的示波器是没有价值的。但是，无论示波器的性能有多高也无法完全再现真实信号。这是因为当您将示波器连接到电路时，示波器就会变成电路的一部分。换言之会有一些负载效应产生。仪器制造商虽然尽力将负载效应降至最低，但就某种程度而言它们仍然会存在。“高信号完整性对于示波器进行精确测量至关重要。要想实现稳定设计，您必须知道需要关注哪些技术指标。”示波器的外观一般，现代示波器的外观与图 8 中的示波器相似。然而示波器种类繁多，您的示波器看起来或许会与之不尽相同。尽管如此，大多数示波器都具备一些基本特性。多数示波器的前面板大致可分为几个区域：通道输入、显示屏、水平控制、垂直控制以及触发控制。如果您的示波器未配备 Microsoft Windows 操作系统，那么它很可能会提供一组功能键，用于控制屏幕上的菜单。您可以通过通道输入接头（即插入到探头的连接器）把信号发送到示波器中。显示屏是用来显示这些信号的屏幕。水平和垂直控制区域包含了一些旋钮和按键，可用于控制在显示屏上的信号的水平轴（通常表示时间）和垂直轴（通常表示电压）。触发控制支持您对示波器进行设置，确定在何种条件下时基可以执行采集任务。图 8. Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器的前面板示波器的后面板如图 9 所示。图 9. Keysight Inﬁniium 9000 系列示波器的后面板如图所示，许多示波器都拥有与个人计算机相同的连通性，包括光盘驱动器、CD-RW 驱动器、DVD-RW 驱动器、USB端口、串行端口，以及外部监测器、鼠标和键盘输入等。示波器的用途示波器是一种测试与测量仪器，可显示某个变量与另一个变量之间的关系。例如，它可以在显示屏上绘制一个电压（y 轴）—时间（x 轴）图。图 10 显示了一个图表示例。如果您需要测试某个电子器件是否正常工作，这项功能会很有用。如果您知道移除该器件之后信号的波形会发生什么变化，您就可以利用示波器来查看这个器件是否在输出正确的信号。请注意，x 轴和 y 轴会以网格线分成一些格子。您可以利用这种网格线执行手动测量，但新型示波器能够自动执行大多数的测量，并且得到更精确的结果。示波器的功用不只是绘制电压—时间图。示波器提供多个输入（也称通道），每个通道都能独立工作。因此，您可以将通道 1 连接到某个器件，并将通道 2 连接到另一个器件。随后，示波器可以绘出通道 1 与通道 2 分别测得的电压之间的比较图。该模式称为示波器的 XY 模式，适用于绘制 I-V 图或 Lissajous 图。根据 Lissajous 图的形状可以得知两个信号之间的相位差与频率比。图 11 显示了 Lissajous 图及其代表的相位差/频率比。图 10. 在示波器上显示的方波的电压－时间图图 11.Lissajous 图形示波器的类型模拟示波器第一种是模拟示波器，它使用阴极射线管来显示波形。屏幕上涂有荧光物质，只要被电子束集中就会发光。当连续的荧光点亮起时，您可以看到信号的再现图形。为了使示波器稳定地显示波形，必须使用触发。当显示屏上的整个波形迹线完成时，示波器会等到特定的事件发生后（例如，上升沿超过某个电压值）再次开始显示迹线。未经触发的显示画面是没有用处的，因为它显示的波形并不稳定（同样适用于下面将会讨论的 DSO 和 MSO 示波器）。模拟示波器非常实用，因为荧光点会继续发光一段时间而不会马上消失。您可以在几个彼此重叠的示波器迹线上看到信号的毛刺或不规则性。由于当电子束击中屏幕时便会显示波形，所以显示信号的亮度与实际信号的亮度有关。这使显示屏与三维显示屏类似（换句话说，x 轴代表时间，y 轴代表电压，而 z 轴则代表亮度）。模拟示波器的不足之处是无法使显示画面 “固定”，从而使波形停留较长的时间。当荧光物质不再发光时，该部分的信号也随之消失。此外，您无法自动执行波形测量，必须使用显示屏上的网格线进行手动测量。电子束在进行水平扫描和垂直扫描时存在一个速度上限，这会导致模拟示波器可显示的信号类型也十分有限。尽管模拟示波器目前还拥有不少用户，但其销量大不如前。数字示波器已经成为用户的主流选择。数字存储示波器（DSO）数字存储示波器（通常称为 DSO）是为了弥补模拟示波器的诸多不足而发明的。 DSO 输入一个信号，并通过模数转换器将其数字化。图 12 显示了是德科技数字示波器采用的一种 DSO 体系结构。图 12. 数字示波器的体系结构衰减器会调整波形。垂直放大器会在波形传到模数转换器（ADC）时做进一步的调整。ADC 会对收到的信号进行采样和数字转换，随后将这个数据存入存储器中。触发器会寻找触发事件，而时基会调整示波器的时间显示。在示波器显示信号之前，微处理器系统可以执行您指定的其他后期处理任务。数据以数字形式表示，可使示波器执行各种波形测量。信号可以无限期地存放在存储器中，也可打印或通过闪存、LAN、 USB 或 DVD-RW 传输到计算机中。事实上，您还能通过软件提供的虚拟前面板在计算机上控制和监测示波器。混合信号示波器（MSO）DSO 的输入信号属于模拟信号，通过数模转换器将其数字化。随着数字电路技术的蓬勃发展，同时监测模拟信号与数字信号变得越来越重要。鉴于此，示波器厂商着手生产能够触发和显示模拟与数字信号的混合信号示波器。这类仪器通常具备少数几个模拟通道（2 或 4）和更多的数字通道（参见图 13）。图 13. 混合信号示波器的前面板输入提供了 4 个模拟通道和 8 个数字通道混合信号示波器的优点是可以触发任意组合的模拟与数字信号，并且显示以相同时基进行关联的所有信号。便携式 / 手持式示波器顾名思义，便携式示波器是指外形小巧、利于随身携带的示波器。如果您需要在许多地点或实验室的不同工作台之间移动示波器，那么便携式示波器就是您的最佳选择。图 14 显示了 Keysight InﬁniiVision X 系列便携式示波器。便携式示波器的优点是轻便易携带，可快速打开和关闭，易于使用。它们的性能通常不如大型示波器全面，但 Keysight InﬁniiVision 2000 和 3000 X 系列扭转了这一劣势。它们不仅具备便携式示波器的便携性与易用性，还拥有足够强大的功能，能够应对目前大多数的调试需求（带宽高达 6 GHz）。图 14.Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列便携式示波器示波器的类型经济型示波器经济型示波器的价位适中，但其性能逊于高性能示波器。这类示波器常用于大学的实验室中，主要优势就是低价位。您可以适中的价格买到非常实用的示波器。高性能示波器高性能示波器可提供最佳的性能。当用户需要高带宽、快速采样率和更新速率、较大存储器深度以及广泛的测量功能时，通常会选择这种示波器。图 15 显示了 Keysight Inﬁniium 90000A 系列高性能示波器。图 15.Keysight Inﬁniium 90000A 系列示波器高性能示波器的主要优势是支持您适当地分析各种信号，提供多种应用软件和工具，使分析现有技术变得简单而快速。它的劣势主要是在它的价格和体积上。示波器的使用范围凡是需要测试或应用电子信号的公司几乎都会用到示波器。因此，示波器的应用范围极为广泛：– 汽车技术人员通过示波器来诊断汽车的电气问题。– 大学实验室使用示波器向学生教授电子知识。– 全球各地的研究组都拥有示波器。– 手机制造商使用示波器来测试信号的完整性。– 军事和航空航天行业使用示波器来测试雷达通信系统。– 研发工程师使用示波器来测试和设计新的技术。– 示波器也可用于一致性测试。例如，用于确保 USB 和 HDMI 的输出符合某些标准。示波器的用途十分广泛，以上只是其中的几种。它的确是一种功能强大的通用仪器。基本的示波器控制与测量基本的前面板控制通常，您必须使用前面板上的旋钮和按键来操作示波器。除了前面板上提供的控制机构以外，许多高端示波器现在还配有操作系统，因此可以像计算机一样来操作。您可以为示波器连接鼠标和键盘，并使用鼠标通过显示屏上的下拉式菜单和按键来调整控制。此外，有些示波器还配有触摸屏，只需通过触笔或指尖就能访问菜单。开始之前 ...当您第一次使用示波器时，请先检查您要使用的输入通道是否已经打开。然后找到并按下 [Default Settings]，使示波器恢复到默认状态。接着再按下 [Autoscale] 键，自动设定垂直和水平刻度，以便在显示屏上完美地呈现波形。以此作为起点，然后再做些必要的调整。如果您无法追踪到波形或在显示波形方面出现困难，请重复以上步骤。大部分示波器的前面板都至少包括四个主要区域：垂直和水平控制，触发控制以及输入控制。垂直控制示波器的垂直控制结构通常集中在一个标示为 Vertical 的区域内，这些控制结构可以让您调整显示屏的垂直刻度。例如，其中有一个控制机构可以指定显示屏网格的 y 轴上的每格（刻度）电压。您可以通过降低每格电压来放大显示波形，或提高每格电压来缩小显示波形。另外还有一个控制机构可以调整波形的垂直偏移，它可以让整个波形在显示屏上往上或往下平移。图 16 是Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器的垂直控制区域。图 16. Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器前面板上的垂直控制区域水平控制示波器的水平控制机构通常集中在前面板上标示为 Horizontal 的区域。这些控制机构可以让您调整显示屏的水平刻度。其中有一个控制机构可以指定 x 轴的每格时间。同样，只要减少每格时间，您就可以放大显示较窄时间范围内的波形。另外还有一个控制机构可调整水平延迟（偏置），它可以让您扫描一个时间范围。图 17 是Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器的水平控制区域。图 17. Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器前面板上的水平控制区域触发控制如前所述，在您的信号上进行触发有助于显示一个稳定、可用的波形，并使您可以查看感兴趣的波形部分。触发控制可使您选择垂直触发电平（例如您希望示波器触发时所在的电压）和不同的触发功能。常见的触发类型包括：边沿触发边沿触发是最常见的一种触发模式。当电压越过某个阈值时，触发就会发生。您可以选择在上升沿或下降沿触发。图 18 是在上升沿触发的图形显示。图 18. 当您在上升沿进行触发时，只要达到阈值，示波器就会进行触发毛刺触发在毛刺触发模式下，当事件或脉冲宽度大于或小于指定的时间长度时就会进行触发。这项功能对于发现随机毛刺或错误非常有用。如果这些毛刺不常出现，可能会很难看到，但只要使用毛刺触发您就可以捕获到许多这类错误。图 19 是Keysight InﬁniiVision 6000 系列示波器捕获到的一个毛刺。图 19. Keysight InﬁniiVision 6000 系列示波器捕获到的一个偶发毛刺。脉冲宽度触发当您寻找特定脉冲宽度时，脉冲宽度触发与毛刺触发类似。但这项触发功能更普遍，因为您可以在任何指定宽度的脉冲上触发，并可选择想要在脉冲的哪个极性（负或正）上触发。您也可以设定触发的水平位置，以观察触发前后所发生的事。例如，您可以执行毛刺触发来找出错误，然后查看触发前的信号以了解造成毛刺的原因。如果将水平延迟设置为 0，则触发事件将会以水平方向出现在屏幕中间。在触发之前发生的事件会出现在屏幕的左边，在触发之后立即发生的事件会出现在右边。您也可以设置触发耦合，以及想要触发的输入信号源。您不一定非得在您的信号上触发，而是还可以在相关的信号上触发。图 20 是示波器前面板的触发控制区域。图 20. Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器前面板上的触发控制区域输入控制示波器通常提供 2 或 4 个模拟通道。这些通道会加以编号，而且每个通道通常会对应一个相关的按键，供您打开或关闭通道。另外，您也可以选择指定的交流或直流耦合。如果选择直流耦合，则输入整个信号。反之，交流耦合会阻隔直流分量，并将波形的中心设在大约 0 V（接地）。此外，您还可以通过选择键为每个通道指定探头阻抗。您也可以通过输入控制机构选择采样类型。信号的采样有两种基本的方法：实时采样实时采样会对波形进行频繁的采样，因此在每次采集时都能捕获到完整的波形图像。借助实时采样功能，当前的一些高性能示波器能够单次捕获高达 33-GHz 带宽的信号。等效时间采样等效时间采样必须历经多次采集才能建立波形。它会在第一次采集时采样信号的某个部分，在第二次采集时采样另一部分，依此类推。随后它会将所有的信息结合在一起以重建波形。等效时间采样适用于高频信号，这些信号对实时采样来说速度太快（>33 GHz）。功能键您可以在未配备 Windows 操作系统的示波器上找到一些功能键（如图 8 所示），利用这些功能键来访问示波器显示屏上的菜单系统。图 21 列举了按下功能键时弹出的一种快捷菜单。该菜单用于选择触发模式。您可以连续按动多功能键以切换不同的选项，或者利用前面板上的旋钮转到您想要的选项。图 21. 在触发菜单下，按下功能键时出现的 Trigger Type（触发类型）菜单。示波器的使用数字示波器可以支持您执行广泛的波形测量，测量的复杂程度和范围取决于示波器的功能组合。图 22 是Keysight 8000 系列示波器的空白屏面。请注意，在屏幕的最左边有一排测量按键 / 图标，使用鼠标将这些图标拖曳到波形上，示波器便可计算出测量结果。这些图标非常直观地显示了可以执行哪一种测量计算，因此用起来非常方便。图 22. Keysight 示波器的空白屏面许多示波器都会提供以下的基本测量：峰峰值电压测量这项测量可以计算单个波形周期内的高低电压之间的电压差。图 23. 峰峰值电压电压有效值（RMS 电压）测量这项测量计算波形的 RMS 电压，该值可进一步用来计算功率。图 24. 上升时间示例（显示峰峰值电压从 0% 到 100% 所需的时间，而不是通常设置的 10% 到 90%）上升时间 - 这项测量旨在计算信号从低电压上升到高电压所花的时间。通常是计算波形从峰峰值电压的 10% 变到 90% 所用的时间。上升时间是上限阈值上的时间减去您正在测量的边缘的下阈值上的时间。下降时间相似，即下阈值上的时间减去您正在测量的边缘的上限阈值上的时间。一旦您已采集到信号并将其显示在示波器上，下一步通常是在波形上进行测量。示波器现在具备极其丰富内置测量功能，使您能迅速分析波形。这些基本测量的范例包括：脉宽测量脉宽是从第一个上升沿的中间阈值到下一个下降沿的中间阈值的时间。在进行正脉宽测量时，计算脉冲宽度的方法是，计算波形从峰峰值电压的 50% 上升到最大电压再回落到 50% 所需的时间。负脉宽测量则是计算波形从峰峰值电压的 50% 降到最小电压再回到 50% 所需的时间。幅度和其它电压测量这是波形显示幅度的测量。通常您也可测量峰峰值电压、最大电压、最低电压以及平均电压。周期 / 频率：周期定义为中间阈值两次连续交叉点电压之间的时间。频率定义为 1/周期。以上是许多示波器都会提供的测量项目，但大多数示波器所能执行的测量并不仅限于此。示波器基本运算功能除了前面讨论的测量功能以外，您还可以针对您的波形执行许多数学运算，包括：包括：傅立叶变换 - 通过傅立叶变换可以可知道信号由哪些频率组成。绝对值 - 此项运算功能可以帮助显示波形的绝对值（以电压值表示）。积分 - 这个功能可以计算波形的积分。加减运算 - 您可以利用加减运算将多个波形相加或相减，并示出运算结果所产生的信号。再次强调，以上只是示波器所提供的一小部分测量与运算功能。重要的示波器性能特性示波器的许多特性都会明显影响仪器的性能，进而决定您对设备做出准确测试的能力。本节介绍这些最基本的特性，也会帮助您熟悉示波器的术语，并说明如何明智地挑选最符合您需求的示波器。示波器带宽带宽是示波器的一项最重要特性，因为它表示了示波器在频域内的具体范围。换言之，带宽决定了您能够准确显示与测试的信号范围（以频率表示）。带宽以赫兹为测量单位。没有足够的带宽，您的示波器将无法准确再现真实的信号。例如，您可能会发现信号的幅度是错的、信号边沿并不稳定或有波形细节丢失。示波器带宽是指将信号衰减 3 dB 时的最低频率。我们也可以从另外一个角度来解释带宽：如果您在示波器中输入一个纯正弦波，当显示的幅度达到真实信号幅度的 70.7% 时的最小频率即为带宽。有关示波器带宽的详细信息，请参见应用指南《为您的应用评测示波器带宽》。示波器通道通道是指示波器的独立输入。示波器通道的数量介于 2 到 20 个之间，通常是 2 或 4 个。通道所传送的信号类型也不尽相同。有些示波器只具有模拟通道（这些仪器称为 DSO――数字信号示波器），另一些示波器同时具有模拟通道和数字通道，称为混合信号示波器（MSO）。例如， Keysight InﬁniiVision 系列 MSO 提供 20 个通道，其中 16 个是数字通道，4 个是模拟通道。请确保有足够的通道供应用使用。如果您只有两个通道，但必须同时显示 4 个信号，显然会出问题。图 25. Keysight MSO 2000 系列示波器上的模拟和数字通道示波器采样率示波器的采样率是指每秒可采集的样本数量。建议您选择采样率至少比带宽大 2.5 倍的示波器，但采样率最好为带宽的 3 倍以上。在评估示波器制造商所宣传的采样率技术指标时必须要谨慎，厂商通常会列出示波器可达到的最大采样率，但这样的采样率通常只有在使用一个通道的情况下才能达到。如果同时使用多个通道，采样率就会下降。因此，请确认在使用多少个通道的情况下，仍可维持厂商所声称的最大采样率。如果示波器的采样率太低，您在示波器上所看到的信号可能不是很精确。例如，假设您想查看一个波形，但示波器的采样率每个周期只能产生两个数据点（图 26）。图 26. 采样率每个周期产生 2 个数据点的波形现在假设是相同的波形，但是采样率提高为每个周期采样 7 次（图 27）。图 27. 采样率每个周期产生 7 个数据点的波形显然每秒采集的样本越多，显示的波形就越清晰、准确。如果针对以上的例子持续提高波形的采样率，则采样数据点最终看起来几乎是连续的。事实上，示波器会使用 sin(x)/x 内插法来填满采样数据点之间的空间。有关示波器采样率的更多信息，请参见应用指南《评测示波器采样率与采样保真度的关系 -- 如何进行最精确的数字测量》。示波器存储深度如前所述，数字示波器使用 A/D（模拟 /数字）转换器对输入的波形进行数字转换，经数字转换的数据会存储到示波器的高速存储器中。存储深度是指可以存储的采样或数据点的数量，也就是可以存储数据的时间长度。存储深度在示波器的采样率方面扮演着相当重要的角色。在理想条件下，不论示波器如何设置，采样率都应维持不变。但这样的示波器在很大的每格时间（时间 / 格）设置下需要相当大存储器，而其售价将会超出许多客户所能负担的范围。实际上，只要增加时间范围，采样率便会下降。存储器深度至关重要，因为示波器的存储器深度越大，您以全采样速率来采集波形的时间就越久。我们可以用数学算式来表示：存储器深度 =（采样率）（显示屏的时间设置范围）因此，如果想在较长的时间范围内显示高分辨率数据点，那么就需要使用深存储器。确认示波器在最深的存储器深度设置时的性能也很重要。在此模式下示波器的性能通常会急剧下降，因此许多工程师只有在必要的时候才会使用深存储器。有关设备存储器深度的更多信息，请参见应用指南 Demystifying Deep Memory Oscilloscopes。波形捕获率捕获率是指示波器采集和更新波形显示的速率。虽然肉眼上看上去好像示波器正在显示“作用中”的波形，但那是因为更新的速度太快，以致肉眼无法察觉到变化。事实上，每次波形采集之间都会出现一段静寂时间（也称死区时间）（见图 28），此时波形的某个部分并不会显示在示波器上。因此，如果在这段时间出现一些偶发事件或毛刺，您是不会看见的。显而易见，快速的捕获率非常重要。捕获率越快，意味着死区时间越短，可捕获到偶发事件或毛刺的机率就越高。例如，您正在显示的信号中，如果每 50,000 个周期出现一次毛刺，而您的示波器的捕获率是每秒 100,000 个波形，那么平均每秒可以有两次捕获到这个毛刺。但如果示波器的捕获率是每秒 800 个波形，那么平均要花一分钟才能捕获到这个毛刺。这将必须等待较长的时间。在比较不同示波器的更新速率技术指标时必须要小心。有些制造商在广告中所声称的更新速率，其实必须是在特殊的采集模式下才能达到。这些采集模式可能会严重限制示波器的性能，例如存储深度、采样率和波形的重建因此，最好能确认示波器在最大更新速率下显示波形时的性能。示波器连通性示波器提供了多种连通功能。有些示波器会配备 USB 端口、DVD-RW 光驱、外置硬盘和外部显示器端口等。以上所有的特性都可以帮助您更容易地使用示波器和传输数据。有些示波器还会配备操作系统，让您的示波器像个人计算机一样运行。在连接了外部显示器、鼠标和键盘后，您就可以像把示波器嵌入到电脑中一样来查看示波器的显示画面和进行控制操作。在许多情况下，您也可以通过 USB 或 LAN 连接，将数据从示波器传送到 PC。良好的连通性特性可节省大量宝贵的时间，协助您更轻松地完成工作。例如，您可以迅速而完整地将数据传送到笔记本电脑，或与不同地点的同事分享数据。您也可以通过 PC 对示波器进行远程控制。在很多情况下，用户都需要高效地传输数据，因此购买具备出色连通特性的示波器才是明智的投资。图 28. 静寂时间（死区时间）示意图圆圈指出的偶发事件将不显示示波器探头示波器决定着显示信号和分析信号的准确程度，而用来连接示波器与被测件（DUT）的探头则与信号完整性息息相关。如果您使用的是 1 GHz 的示波器，但探头却只支持 500 MHz 的带宽，那么您将无法充分利用示波器的带宽。本节讨论探头的类型及每种探头所适合的应用。负载没有任何一个探头可以完美地复制您的信号，因为当您把探头连接到电路上时，探头就会变成该电路的一部分。电路中的部分电能会流经探头，我们称之为负载。负载共有三种：电阻、电容和电感。电阻负载电阻负载会造成显示的信号出现错误的幅度，也可能在连接探头时导致故障的电路开始发生作用。探头的电阻最好比信号源电阻大 10 倍以上，以便使幅度降低到 10% 以下。电容负载电容负载会导致上升时间变慢，并使带宽变小。为了减少电容负载，探头的带宽至少应是信号带宽的 5 倍。电感负载电感负载在您的信号中会以振铃形式出现。它是由探头接地导线的电感效应引起的，因此请尽可能选用最短的导线。无源探头无源探头只包含无源器件，不需要使用电源便可运行。这类探头在探测带宽小于 600 MHz 的信号时很有用，一旦超过这个频率，就需使用另一种探头（有源探头）。无源探头通常价格较低，且兼具易于使用和坚固耐用的特性。它是一种精确的多功能探头。无源探头的种类包括低阻分压探头、补偿探头、高阻分压探头及高电压探头。无源探头通常会产生高电容负载和低电阻负载。图 29. 无源探头有源探头使用有源探头时，必须通过电源对探头内部的有源器件供电。有时，探头会通过 USB 电缆连接、外部机箱或示波器主机供电。这类探头使用有源器件来放大或调整信号。有源探头可支持更高的信号带宽，因此很适合高性能的应用。有源探头的价格要比无源探头高出许多，不但耐用性差，探针也比较重。但这类探头可以提供最佳的电阻和电容负载组合，并可让您测试更高频率的信号。Keysight InﬁniiMax 系列探头属于高性能探头。它们在探针中使用一个阻尼电阻器，可以大幅减少负载效应。此外，它们也提供非常高的带宽。图 30. 有源探头电流探头电流探头可用来测量流经电路的电流，它们通常体积较大，且带宽有限（100 MHz）。探头附件与探头相配套的还有各种不同类型的探针，从可以包裹缆线的粗大型探针，到细如发丝的纤细型的探针应有尽有。有了这些探针，您就可以更轻松地接触测试电路或被测件的各个部分。图 31. 电流探头结论在当今的科技领域中，示波器是一种功能强大的工具。它们适用于非常广泛的应用，并且较之于其他的测试与测量工具拥有许多优点。阅读了本应用指南之后，您应该已对示波器原理有了较为清晰的认识。如能再接再厉，阅读一些更高级的专题文章，相信您在以后使用示波器时会更加得心应手。有关是德科技示波器的更多信息，请访问示波器编辑于 2024-01-22 19:49・IP 属地马来西亚示波器仪器仪表是德科技（中国）有限公司Keysight赞同 1646 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录示波器使用方法介绍是德科技(原安捷伦)示波器的使用方法和步骤示波器基

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你认为示波器的主要用途有哪些？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册科技示波器示波器校准仪你认为示波器的主要用途有哪些？关注者4被浏览18,103关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享4 个回答默认排序

示波器的作用有什么？ - 知乎

示波器的作用有什么？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册工程学作用示波器示波器的作用有什么？关注者8被浏览3,893关注问题写回答邀请回答好问题 1添加评论分享5 个回答默认排序是德科技 Keysight Technologies已认证账号关注示波器是一种电子测试仪器，它以图形方式将变化的电压显示为一个或多个信号随时间变化的二维图。主要目的是在屏幕上显示重复的或单一的波形，然后可以分析显示的波形的幅度、频率、上升时间、时间间隔、失真等属性。示波器由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。示波器除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。示波器用于科学、医学、工程、汽车和电信行业。通用仪器用于电子设备的维护和实验室工作，示波器的主要作用包括：•示波器是用于观察电信号电压随时间变化关系的仪器，用于分析信号的时域特性。•直观的测试信号的周期、相位、边沿时间以及多个信号对比，可以直观的观测信号随时间变化的幅度变化规律等示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。传统的模拟示波器的工作原理示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。示波器的外形Keysigh InfiniiVision 6000 X 系列示波器示波器的应用示波器的三大应用场景如下：示波器应用一：通用信号的调试，波形观察与基本波形参数测量，电路诊断与异常情况捕获。用示波器检测电路，实际上是和用万用表检测电路类似，了解电路的大致电压情况，就能很快根据电压情况找到问题的所在。知道被测点波形啥样，进行对照。示波器应用二：信号的高级分析，串行信号的解码可以把纵向上承载的内容解码出来。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度。眼图是一个信号视图，其中的波形是通过数据速率触发的。实时眼通过采集数执行时钟恢复并将连续的单位间隔叠加（折叠）到一个图中来完成此操作。这是一个以色级形式表示的统计信息视图。眼图如下：示波器眼图示波器应用三：超宽带信号的调制域分析，可以把频谱仪当下变频器，UWB带宽500MHz以上甚至到几个G，用示波器显示。UWB通信系统中，不需要「正弦载波」作为载体，而是直接发射电磁脉冲，通过调节脉冲的幅度(PAM，脉冲振幅调制）和脉冲的位置(PPM，脉冲位置调制）等方式来传递信息推荐阅读：示波器的分类模拟示波器　　直接测量信号电压，核心部件是阴极射线示波管，电子枪发射出电子束，经过Y偏转板和X偏转板后电子束射向荧光屏数字示波器　　通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器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。数字示波器结构图这是一张数字示波器的内部结构图，整个硬件架构分为四部分：1. 示波器的模拟前端部分，主要有衰减器和放大器组成；经过模拟前端后，信号被调节到合适的幅度，就可以较为理想被ADC进行模数转换。放大器决定了示波器的关键指标：带宽，决定示波器能处理的信号频率范围。放大器的另外两个作用是垂直偏置和提供匹配电路驱动ADC和触发电路。2. 模数转换器先对输入信号进行采样，将输入波形转化成采样点，通过将采样点量化和编码存储在示波器的通道内存中，采样率决定决定示波器时间相关测量的精度。3. 从模拟前端的输出另一路连接触发电路，当输入信号波形满足预设的触发事件后，时基会将触发事件发生的时刻设定为初始时刻计算接下来采样点的时间最终显示在屏幕上。4. 由于示波器的采样率都很高，每秒几十G，数字示波器需要高速缓存来存储采样的数据，单位存储空间的实现成本非常高。目前可以做到每通道2G。5. 波形的重建和显示。数字示波器先把数据存在高速缓存，然后由CPU把缓存里的数据取出再分析、显示。此结构为普通低端示波器结构，而目前高端示波器大多加入ASIC芯片，是德科技示波器使用FPGA等。是德科技示波器基本设置和触发技巧示波器可以测量什么基本波形参数测量与电路异常诊断高速信号完整性分析（眼图、抖动分析）标准总线一致性分析（USB、PCle、DDR、HDMI等）串行信号解码（I2C 、 SPI 、 CAN等）宽带信号的调制分析（UWB 、雷达等）示波器使用注意事项•示波器通道的输入电压不要超过标称值；-50ohm接入时，最大电压不超过5Vrms；1Mohm接入时，不超过150Vrms；•避免在示波器工作时突然断电；•避免使用接触不好的劣质接线板；•避免将示波器背部的散热口对着其他设备的散热口，避免遮挡示波器背部散热口；•不要在示波器上装载非Keysight之外的软件（包括第三方杀毒软件等）•示波器工作时，周围要保留足够的散热空间，保证空气气流流通；•保持示波器工作环境的干净，温度、湿度在示波器允许的范围之内；-示波器工作温度为5℃ ~ 40℃，建议在25 ℃环境下工作•保持示波器供电电源的稳定，突然的断电可能导致示波器的损坏；-保持示波器的工作电压为220V，50Hz或60Hz；•保持示波供电环境地线的接触良好；•保持示波器各通道的BNC接口清洁、干燥；•插拔示波器探头时，要带防静电手环，防止静电对设备的损害；•搬运示波器之前要先关机，要确保示波器的所有连接断开；搬运过程中轻拿轻放；示波器、频谱仪和矢量网络分析仪有何区别？示波器对于如今的模拟和数字电路来说，示波器是进行电压和定时测量的重要工具。示波器这一测量工具也是在各个电路实验中用来测试和验证实验作业及设计的最常用仪器。示波器是一种电子测量仪器，可以在无干扰的情况下监控输入信号，随后以图形方式采用简单的电压与时间格式显示这些信号。请注意，所有的示波器基本上只有数字储存示波器（简称DSO）和混合信号示波器（简称MSO）之分。其它的叫法都是在这两种示波器的基础上增加某些功能而已。今天的 DSO 和 MSO 可以捕获并显示重复信号或单冲信号，它们通常包括一系列自动测量和分析功能。下图是数字示波器体系结构图。数字示波器基本结构频谱分析仪频谱分析仪测量在仪器的整个频率范围内输入信号幅度随频率进行变化的情况。其最主要的用途是测量已知和未知信号的频谱功率。参加下图：典型频谱分析仪的结构框图典型频谱分析仪的结构框图网络分析仪网络分析仪一种在微波射频电路信号系统中能在宽频带内进行扫描测量以确定网络参量的综合性微波测量仪器。全称是微波网络分析仪。尽管最初只是测量 S参数，但为了优于被测器件，现在的网络分析仪已经高度集成，并且非常先进。射频电路需要独特的测试方法。在高频内很难直接测量电压和电流，因此在测量高频器件时，必须通过它们对射频信号的响应情况来对其进行表征。网络分析仪可将已知信号发送到器件、然后对输入信号和输出信号进行定比测量，以此来实现对器件的表征。大多数网络分析仪都是矢量网络分析仪——可以同时测量幅度和相位。矢量网络分析仪是用途极广的一类仪器，它们可以表征 S 参数、匹配复数阻抗、以及进行时域测量等。网络分析仪内部框图发布于 2023-12-05 07:04赞同 6添加评论分享收藏喜欢收起贞光科技 ELIGHT已认证账号关注示波器的作用示波器属于通用的仪器，任一个硬件工程师都应该了解示波器的工作原理并能够熟练使用示波器，掌握示波器是对每个硬件工程师的基本要求。示波器是用来显示波形的仪器，显示的是信号电压随时间的变化。因此，示波器可以用来测量信号的频率，周期，信号的上升沿/下降沿，信号的过冲，信号的噪声，信号间的时序关系等等。在示波器显示屏上，横坐标（X）代表时间，纵坐标（Y）代表电压，（注，如果示波器有测量电流的功能，纵坐标还代表电流。）还有就是比较少被关注的-亮度（Z），在TEK的DPO示波器中，亮度还表示了出现概率（它用16阶灰度来表示出现概率）。第二部分示波器的分类示波器一般分为模拟示波器和数字示波器；在很多情况下，模拟示波器和数字示波器都可以用来测试，不过我们一般使用模拟示波器测试那些要求实时显示并且变化很快的信号，或者很复杂的信号。而使用数字示波器来显示周期性相对来说比较强的信号，另外由于是数字信号，数字示波器内置的CPU或者专门的数字信号处理器可以处理分析信号，并可以保存波形等，对分析处理有很大的方便。1、模拟示波器模拟示波器使用电子枪扫描示波器的屏幕，偏转电压使电子束从上到下均匀扫描，将波形显示到屏幕上，它的优点在于实时显示图像。模拟示波器的原理框图如下：见上图所示，被测试信号经过垂直系统处理（比如衰减或放大，即我们拧垂直按钮－volts/div），然后送到垂直偏转控制中去。而触发系统会根据触发设置情况，控制产生水平扫描电压（锯齿波），送到水平偏转控制中。信号到达触发系统，开始或者触发“水平扫描”，水平扫描是一个是锯齿波，使亮点在水平方向扫描。触发水平系统产生一个水平时基，使亮点在一个精确的时间内从屏幕的左边扫描到右边。在快速扫描过程中，将会使亮点的运动看起来象一条平滑的曲线。而信号电压加到垂直偏转电压的电极上，效果也是产生了一个移动的亮点，电压为正将使点向上移动，电压为负则向下移动，水平偏转和垂直偏转电压配合在一起，就能够在屏幕上显示信号的波形。在比较高的速度上，亮点能够扫描过屏幕达50,0000次/秒，目前最好的通用示波器也不过每秒捕捉40,0000个波形，因此说模拟示波器比数字示波器的实时性要高，是有货真价实的。水平扫描和垂直偏转能使信号的波形图像能够显示到屏幕上，不过触发系统也是必不可少的，它不仅仅是让你抓到你需要的波形，还能够使图像稳定地显示到屏幕上，它能使重复的波形能够在同一个点开始扫描，在屏幕显示一个干净和稳定的图像。下图显示了没有触发和触发的波形：没有触发的波形比较乱和在闪动，不稳定，而触发的波形则非常的稳定和干净。一般来说，使用一个模拟示波器，我们主要需要调整三个基本方面，也就是上面说的三个部分：信号的衰减或者放大情况：使用volts/div旋钮，可以调整信号在屏幕的范围里面，垂直大小合适。时基：使用sec/div旋钮，调整每格代表的时间间隔，可以使信号在水平方向放大或者缩小。触发系统：可以调整触发电平，能够使波形稳定显示，或者寻找到我们需要的波形。当然，调整亮点的大小和亮底，可以使波形显示达到最佳的显示效果。2、数字示波器一个数字示波器对波形进行采样，并用AD转换器将模拟图像转换为数字波形，最后将波形重现到屏幕上面。数字示波器的原理图如下：当我们将探头接到线路上面时，垂直系统控制调整信号的衰减和放大，这个和模拟示波器一样。接着，在采样系统中对信号进行模－数转换（ADC），连续的模拟信号变成了离散的点。水平系统的时基决定了采样率的水平。比如我们的TDS5054的最大采样速率为5GSa/s，说明它最快的情况下能够在每秒钟采样5G个点。经过采样量化的点被存到存储器里面，并拼成波形图。在数字示波器中，存储波形点的长度，通常称为存储长度。由于处理要求非常快，这些存储器不是通用的SDRAM，而是专用的高速存储器，价格比较贵，因此比较便宜的示波器都使用标准配置。触发系统决定了保存点的开始和结束点的位置。存储器里面的波形最后传送到显示系统中进行显示。为了增强示波器的综合能力，数据处理是必须的。另外预触发能够让我们能够看到触发前的波形情况。和模拟示波器一样，使用数字示波器来测试，也需要调整垂直幅度、水平时间间隔和触发设置。第三部分采样方法对于比较慢的信号，示波器能够采到足够的采样点来显示波形，而对于比较快的信号（这里的快慢是针对示波器的采样频率来讲的），示波器不能够采到足够的采样点来显示波形。因此，示波器采样一般采用两种方法来对信号采样，一是实时采样，二是等效采样。1．实时采样：一次按照顺序来采集采样点，然后采用计算方法内插一些数据，内插技术是评估用一些点来组成波形是否和原来的图像的靠近程度，一般的内插技术（waveform interpolation）有线性和sin(x)/x两种。如果没有特别表明的情况下，示波器给出的采样速率都是实时采样速率，也就是一次采样的速率。实时采样示意图如上面所示，它在一次采样中采尽量多的点，而且都是顺序采样的。由于采样得到的点是离散的点，而我们显示一般情况下都是显示波形曲线（当然也可以用点显示模式，但是很少用），这就涉及到一个内插的问题，将点还原为曲线，一般有两种方法：直线连接和曲线模拟，曲线模拟主要使用正弦曲线做拟合，效果分别见下面所示。2．等效采样：每个周期采样一些点，经过多个周期后将这些点拼起来，就是一个完整的图，不过这要求波形是周期性的，否则误差会比较大。等效采样有两种方式：一种是随机采样，另外一种是顺序采样。对于那些快速信号，实时采样可能一次采不到足够的点，于是就要采用等效采样，等效采样只对那些周期性的信号有意义。等效采样有两种，一种是随机采样，另外一种是顺序采样，随机的示意图如下：由于是周期性的信号，信号在每个周期都是一样的，随机采样就将整个波形分开采样，随机采集信号，经过数个周期，就能够将一个完整的波形采集完毕，将这些采集点拼起来，就是一个完整的波形了。而顺序采样，就是按照顺序来，第一次采1、2、3点，第二次采4、5、6点等，直到将整个波形采集完毕。无论是哪种等效采样方式，它们的结果就是提高采样能力，比如一个实时采样的速率为1GSa/s的示波器，它使用等效采样的方式来采样，每次都用最高的实时采样速率采集数据，花了10次才将一个波形周期采集完毕，那么它的等效采样速率就是10GSa/s，即提高到了10倍。对于实时采样，主要表示了单次波形的采集能力，而等效采样，主要用于周期性的信号的采样。比如TDS784的实时采样速率为4GSa/s，而等效采样速率则高达250GSa/s。第四部分示波器的操作与控制示波器的主要是三个部分，垂直控制、水平控制和触发控制，除此外，很多数字示波器都提供了“软键”（soft key）控制，通过在示波器的屏幕周围排放一些键，对于屏幕里面的菜单，这些键在不同的菜单中对应不同的项目，因此定义不固定，故称之为“软键”。因为有了“软键”，很多功能都可以做了进去，比如波形参数的测试、高级触发方式等。下图是Agilent的54800系列的控制面板示意图，它主要分为三个区，水平控制区、垂直控制区和触发控制区，此外还有一些其他的设置，包括保存和输入输出的的部件等。水平控制可以调整时基的大小，也就是间隔的大小，示波器中，只有一个水平控制钮，调整它，所有通道的时间间隔都会变。垂直控制区，在这里是每个通道都有一个，不过有的示波器为了节省面板面积，有时候所有通道共用一个垂直控制钮，通过另外的按键去选择通道。有关这些细节，实践一下马上有印象了，这里不做更多的描述。最后一个是触发，这是示波器比较关键的部分，因为数字示波器比起模拟示波器，触发的多样性是它的一大特点，有关触发在下一节详细描述。第五部分示波器的触发示波器的触发，相对来说，里面的玄机就多一点。我们最常使用的是边沿触发，比如上升沿触发或者下降沿触发。一般示波器的主要触发有：作为熟练的硬件工程师，除了最常用的边沿触发模式外，还应该掌握脉冲触发中的毛刺触发、矮电平触发、脉冲宽度触发，以及单次触发等，另外如果需要测试时序的话，掌握逻辑触发也是很有用的。下面以 TDS5054为例，介绍一下脉冲触发方式。高级的触发设置在触发的菜单中。点击菜单中TRIG，在下拉菜单中选择EDGE　SETUP，进入如下设置界面。1、毛刺Glith触发选择了毛刺触发后，就可以在右边选择毛刺触发的类型和宽度，还可以设置电平等。2、矮电平Runt触发2-5-3 矮电平触发设置－上下界线设置示意图设置完毕就可以开始进行测试，见上图。3、脉冲宽度Width触发在选择了宽度width后，在下边选项Polarity选择脉冲极性，然后在脉冲宽度选项Trig When 中选择触发类型（超出设置值还是小于设置值）和设置数值，见下图，再设定电平，设置完毕就可以开始测试了。图 2-5-4上面几种触发，在测试总线和控制信号的异常情况方面，比较有用。4、单次触发单次触发并非一个独立的触发方式，它和其他方式一起使用，只是其他方式可以进行多次的触发，而单次触发只会触发一次就停止了，并将信号显示出来，比如对于上电的电压上升的情况、捕获很少出现的脉冲毛刺等比较有用。第六部分示波器的存储深度虽然存储深度是示波器的四大指标之一（分别为带宽、采样速率、通道数和存储深度），但是最后一个指标，厂家通常很少提的，不提并不表示它的重要性，而是他们有意淡化这个问题而已。比如TDS794D的存储深度，标准配置为每通道50k点。存储深度和采样速率的关系是：存储深度＝最快采样速率×最大采样速率时限×500上面公式中的500是指屏幕上面水平方向有10格，每格是50个点，共500个点。最大采样速率时限是指，示波器在最快的采样速率情况下，需要多长时间就可以将存储器存满。如果超过此时限，就会溢出了，实际上不会溢出，而是采取降低采样速率的方法。例如上面的TDS794D，在标准配置的情况下，如果用最大的采样速率（4GSa/s）采样时，它的最大采样速率时限为25ns，此时时基为25/10＝2.5ns/div（注：实际上没有这个档，比较说明而已），也就是意味着，如果你将时基调整到2.5ns/div以上时，采样速率就要降低。大家平时也可能注意到，当我们测试数兆频率的信号，示波器左上角显示的采样速率会远远比示波器的最高采样速率要小。存储深度比较大的好处在于，测试比较低速的信号时，能够以比较高的采样速率来取样，也就是能够看到更多的细节，这就是存储深度的奥妙所在。图2-6-2 显示了Agilent的54600系列示波器深存储器的效果。54600系列是Agilent的中低端示波器，一般来说，低端示波器的存储深度都比较低，比如数k到数十k，但是它配备了每通道深达2M的存储器，它兼顾了示波器长时间捕获及高速采样两个方面，因此能够看到波形细节的可能性大大增大。在图中，每个周期中叠加了1500脉冲，其中有一个失真，示波器就以高亮度显示，通过放大该亮点，就可以看出脉冲失真的细节来。值得指出的是，存储深度和采样速率都有单通道、双通道、全通道等的差别。比如794D的采样速率为4GSa/s，其实它是单通道下面的最高采样速率，如果开了双通道，就变成了每个2GSa/s，如果开了三个以上通道，就变成每个通道1GSa/s，同理，在存储深度也有这样的情况，就是通道存储深度。但是这个不是绝对的，有很多例外的情况，如TDS220，厂家标的采样速率是每通道1GSa/s，而不是所有通道的和，同样部分示波器标配的存储器为50k深度，是所有的通道都是50k，这些细节需要查看厂家的手册才比较明确。还有的694C，也是每个通道采样速率达10GSa/s，不是所有通道采样速率的和。第七部分示波器的探头要测试，示波器就少不了探头，探头四个主要的指标为带宽、输入电阻、输入电容和衰减倍数。探头的分类如图2-7-1所示。我们最常用的探头是测试电压波形的有源探头和无源探头。图 2-7-1 通用探头的分类情况图2-7-2显示了探头的输入阻抗和带宽的关系，通常来说带宽高的探头，它的输入阻抗普遍要低。比如同样是有源探头的P6204和P6249，带宽分别为1GHz和4GHz，它们的输入输入阻抗分别为10M欧姆和20k欧姆。需要注意的是，阻抗会随着输入信号的频率而变化，比如随着频率的升高而减低，它不是一个恒定的数值。上图显示的是一些比较老的探头的输入阻抗和带宽的关系，现在已经有不少提高了。在低端，主要影响的因素是输入阻抗，而在高端，主要的影响因素不再是输入阻抗，而是输入电容。探头作为测试信号的连接设备，其输入电压是有限制，因此我们使用探头时需要特别注意探头的测试范围。输入电压比较高的探头，它的带宽也低，反之，带宽高的探头，它的输入电压范围比较小。比如有源探头P6245的带宽为1.5GHz，它的输入电压范围仅为±40V，而500MHz带宽的无源探头P5050的最大输入电压为300V。探头特别是有源探头，都需要校准的。一般是利用示波器提供标准的1kHz的信号来校准。图2-7-3显示了校准的效果。图 2-7-4 探头的地线效果示意图在测试时，我们尽量要使用短的地线和带宽高的有源探头。图2-7-4显示了一个比较长的地线（如我们普遍使用探头夹子，长度大约12cm左右），和探头一起围成了一个环型回路，这个回路，就引入了分布的电感，这个电感的量级在50－200nH左右，它和探头的输入电容一起就形成了一个谐振回路，在信号的边沿处产生振铃。由于这种人为操作的误差是不能彻底消除，但是我们可以尽量选择短地线来减少它。下面是同一个时钟，使用两个不同的探头做比较的结果。示波器：TEK的TDS580C，1GHz带宽，4GHz采样速率。探头1：无源探头P6139，500M带宽，10M欧姆输入电阻，8pF输入电容，10倍衰减，地线比较长，加上夹子大约13cm；探头2：有源探头P6245，1.5GHz带宽，1M欧姆输入电阻，1pF输入电容，10倍衰减，短地线，长约3cm）。波形2-7-5为无源探头P6139的测试波形，图2-7-6为有源探头P6245的测试波形，从两个波形看出，无源探头加长地线的结果是有比较大的过冲，并有轻微的振荡。另外由于反射波的原因，造成上升沿变陡。因此如果要得到比较准确的波形，最好选用带宽高、输入电容低的有源探头，并使用短地线，如果图方便使用长地线，只会带来更大的误差。图 2-7-5 无源探头P6139的测试波形图图 2-7-6 有源探头P6245的测试波形图示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围，使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路，如下图：图1示波器探头的作用探头的选择和使用需要考虑如下两个方面：其一：因为探头有负载效应，探头会直接影响被测信号和被测电路；其二：探头是整个示波器测量系统的一部分，会直接影响仪器的信号保真度和测试结果一、探头的负载效应当探头探测到被测电路后，探头成为了被测电路的一部分。探头的负载效应包括下面3部分：1. 阻性负载效应；2. 容性负载效应；3. 感性负载效应。图2探头的负载效应阻性负载相当于在被测电路上并联了一个电阻，对被测信号有分压的作用，影响被测信号的幅度和直流偏置。有时，加上探头时，有故障的电路可能变得正常了。一般推荐探头的电阻R>10倍被测源电阻，以维持小于10%的幅度误差。图3探头的阻性负载容性负载相当于在被测电路上并联了一个电容，对被测信号有滤波的作用，影响被测信号的上升下降时间，影响传输延迟，影响传输互连通道的带宽。有时，加上探头时，有故障的电路变得正常了，这个电容效应起到了关键的作用。一般推荐使用电容负载尽量小的探头，以减小对被测信号边沿的影响。图4探头的容性负载感性负载来源于探头地线的电感效应，这地线电感会与容性负载和阻性负载形成谐振，从而使显示的信号上出现振铃。如果显示的信号上出现明显的振铃，需要检查确认是被测信号的真实特征还是由于接地线引起的振铃，检查确认的方法是使用尽量短的接地线。一般推荐使用尽量短的地线，一般地线电感=1nH/mm。图5探头的感性负载二、探头的类型示波器探头大的方面可以分为：无源探头和有源探头两大类。无源有源顾名思义就是需不需要给探头供电。无源探头细分如下：1. 低阻电阻分压探头；2. 带补偿的高阻无源探头（最常用的无源探头）；3. 高压探头有源探头细分如下：1. 单端有源探头；2. 差分探头；3. 电流探头最常用的高阻无源探头和有源探头简单对比如下：表1有源探头和无源探头对比低阻电阻分压探头具备较低的电容负载（<1pf)，较高的带宽（>1.5GHz），较低的价格，但是电阻负载非常大，一般只有500ohm或1Kohm，所以只适合测试低源阻抗的电路，或只关注时间参数测试的电路。图6低输入电阻探头结构带补偿的高阻无源探头是最常用的无源探头，一般示波器标配的探头都是此类探头。带补偿的高阻无源探头具备较高的输入电阻（一般1Mohm以上），可调的补偿电容，以匹配示波器的输入，具备较高的动态范围，可以测试较大幅度的信号（几十幅以上），价格也较低。但是不知之处是输入电容过大（一般10pf以上），带宽较低（一般500MHz以内）。图7常用的无源探头结构带补偿的高阻无源探头有一个补偿电容，当接上示波器时，一般需要调整电容值（需要使用探头自带的小螺丝刀来调整，调整时把探头连接到示波器补偿输出测试位置），以与示波器输入电容匹配，以消除低频或高频增益。下图的左边是存在高频或低频增益，调整后的补偿信号显示波形如下图的右边所示。图8无源探头的补偿高压探头是带补偿的无源探头的基础上，增大输入电阻，使得衰减加大（如：100:1或1000:1等)。因为需要使用耐高压的元器件，所以高压探头一般物理尺寸较大。图9高压探头的结构三、有源探头我们先来观察一下用600MHz无源探头和1.5GHz有源探头测试1ns上升时间阶跃信号的影响。使用脉冲发生器产生一个1ns的阶跃信号，通过测试夹具后，使用SMA电缆直接连接到一个1.5GHz带宽的示波器上，这样示波器上会显示一个波形（如下图中的兰色信号），把这个波形存为参考波形。然后使用探头点测测试夹具去探测被测信号，通过SMA直连的波形因为受探头负载的影响而变成黄色的波形，探头通道显示的是绿色的波形。然后分别测试上升时间，可以看出无源探头和有源探头对高速信号的影响。图10无源探头和有源探头对被测信号和测量结果的影响具体测试结果如下：使用1165A 600MHz无源探头，使用鳄鱼嘴接地线：受探头负载的影响，上升时间变为：1.9ns；探头通道显示的波形存在振铃，上升时间为：1.85ns;使用1156A 1.5GHz有源探头，使用5cm接地线：受探头负载的影响较小，上升时间仍为：1ns；探头通道显示的波形与原始信号一致，上升时间仍为：1ns。单端有源探头结构图如下，使用放大器实现阻抗变换的目的。单端有源探头的输入阻抗较高（一般达100Kohm以上），而输入电容较小（一般小于1pf)，通过探头放大器后连接到示波器，示波器必须使用50ohm输入阻抗。有源探头带宽宽（现在可达30GHz），而负载小，但是价格相对较高（一般每根探头达到同样带宽示波器价格的10%左右)，动态范围较小（这个需要注意，因为超过探头动态范围的信号，不能正确测试。一般动态范围5V左右），比较脆弱，使用需小心。图11有源探头结构差分探头结构图如下，使用差分放大器实现阻抗变换的目的。差分探头的输入阻抗较高（一般达50Kohm以上），而输入电容较小（一般小于1pf)，通过差分探头放大器后连接到示波器，示波器必须使用50ohm 输入阻抗。差分探头带宽非常宽（现在可达30GHz），负载非常小，具有较高共模抑制比，但是价格相对较高（一般每根探头达到同样带宽示波器价格的10%左右)，动态范围也较小（这个需要注意，因为超过探头动态范围的信号，不能正确测试。一般动态范围3V左右），比较脆弱，使用需小心。差分探头适合测试高速差分信号（测试时不用接地），适合放大器测试，电源测试，适合虚地测试等应用。图12差分探头结构电流探头也是有源探头，利用霍尔传感器和感应线圈实现直流和交流电流的测量。电流探头把电流信号转换成电压信号，示波器采集电压信号，再显示成电流信号。电流探头可以测试几十毫安到几百安培的电流，使用时需要引出电流线（电流探头是把导线夹在中间进行测试的，不会影响被测电路）。电流探头在测试直流和低频交流时的工作原理：当电流钳闭合，把一通有电流的导体围在中心时，相应地会出现一个磁场。这些磁场使霍尔传感器内的电子发生偏转，在霍尔传感器的输出产生一个电动势。电流探头根据这个电动势产生一个反向（补偿）电流送至电流探头的线圈，使电流钳中的磁场为零，以防止饱和。电流探头根据反向电流测得实际的电流值。用这个方法，能够非常线性的测量大电流，包括交直流混合的电流。图13电流探头测试直流和低频时的工作原理电流探头在测试高频时的工作原理：随着被测电流频率的增加，霍尔效应逐渐减弱，当测量一个不含直流成分的高频交流电流时，大部分是通过磁场的强弱直接感应到电流探头的线圈。此时，探头就像一个电流变压器，电流探头直接测量的是感应电流，而不是补偿电流，功放的输出为线圈提供一个低阻抗的接地回路。图14电流探头测试高频时的工作原理电流探头在交叉区域时的工作原理：当电流探头工作在20KHz的高低频交叉区域时，部分测量是通过霍尔传感器实现的，另一部分是通过线圈实现的。图15电流探头交叉区域的工作原理四、有源探头附件现代的高带宽有源探头都采用分离式的设计方法，即：探头放大器与探头附件部分分开。这样设计的好处是：1、支持更多的探头附件，使得探测更加的灵活；2、保护投资，最贵的是探头放大器（一个探头放大器可以支持多种探测方式，以前需要几个探头来实现）；同时探头附件保护探头放大器（探头附件即使损坏，价格也相对便宜）；3、这种设计方式容易实现高带宽。图16探头附件这些探头附件，主要包括以下几种：1、点测探头附件（包括：单端点测和差分点测）；2、焊接探头附件（包括：单端焊接和差分焊接，分离式的ZIF焊接）；3、插孔探头附件；4、差分SMA探头附件（示波器一般直接支持SMA连接，但是如果被测信号需要上拉如HDMI，则必须使用SMA探头附件）。探头附件的电路结构如下图所示：1、在探头附件尖端部分会有一对阻尼电阻（一般82ohm），这对阻尼电阻的作用是消除探头附件尖端部分的电感的谐振影响；2、探头尖端部分的后面是25Kohm的电阻，这个电阻决定了探头的输入阻抗（直流输入阻抗即电阻：单端25Kohm，差分50Kohm），这个电阻使得被测信号传输到探头放大器部分的功率是非常小的，不至于对被测信号有较大影响。3、25Kohm的电阻后面是同轴传输线部分，这个传输线负责把小信号传输到放大器。这个传输线的长度可以很长，也可以很短，中间可以加衰减器，也可以加耦合电容。4、同轴传输线连接到放大器，放大器是50ohm匹配的（差分100ohm匹配）。图17有源探头附件的结构有源探头为了保持探头的精确度，需要工作在恒温状态，所以探头放大器不能放置到高低温箱里进行高低温环境下被测电路板的测试。从探头附件结构中可见中间的50ohm传输线的长短不影响探测，所以可以用很长的同轴电缆或扩展同轴电缆，让这个同轴电缆伸进高低温箱里进行高低温换进下被测电路板的测试。如下图是N5450A扩展电缆，使用N5381A焊接探头附件，可以工作在-55°到150°温度范围。图18高低温探头结构原理使用N5450A扩展电缆和N5381A探头附件，使用1169A 12GHz探头放大器，在-55°和150°环境下的频响曲线如下图所示，可见能够满足高速信号测试的要求。图19高低温探头在高低温下的频响五、探头及附件准确度验证下图是一个例子：被测信号是一个频率456MHz，边沿时间约65ps的时钟信号，分别使用不同类型的探头和探头附件的测试结果。A图是使用12GHz的1169A差分探头和N5381A 12GHz焊接探头附件的测试结果，几乎完全复现被测信号；B图是使用500MHz的无源探头的测试结果，显示的信号完全失真；C图是使用12GHz的1169A差分探头和较长的测试引线的测试结果，显示的信号出现很大的过冲；D图是使用4GHz的1158A单端探头和较长的测试引线的测试结果，显示的信号几乎是正弦波，失真较大。图20不同探头附件测试结果对比从图中可见探头和探头附件对测试精确度的影响是非常大的，是我们测试高速信号应该重点注意的内容之一。那我们应该如何验证探头和探头附件呢？验证探头和探头附件需要使用一台脉冲码型发生器（如:81134A，3.35GHz速率，60ps边沿的脉冲码型发生器），如果示波器自带高速信号输出功能，也可以使用示波器的这个辅助输出口代替脉冲码型发生器（如: Infiniium示波器的AUX OUT端口可以发一个高速时钟：456MHz频率，约65ps边沿）。另外，需要同轴电缆和测试夹具（Infiniium示波器配置的探头校准夹具可以作为探头和探头附件验证测试夹具）。测试夹具的外表是地(Ground)，里面走线是信号(Signal)，如下图所示。使用时，通过同轴电缆把一端接到脉冲码型发生器或示波器的辅助输出AUX OUT端口，另外一端通过适配器连接到示波器的通道1上。图21探头验证夹具然后把被验证的探头连接到通道2上，探头通过探头附件可以接触到测试夹具的信号和地（如果是差分探头，那么把+端连接到测试夹具的信号线，把-端连接到测试夹具的地上）。1、如果探头不接触信号线，则屏幕上会出现一个原始波形，存为参考波形；2、当用探头探测信号线时，通道1的波形会发生变化，这个变化后的波形就是被探头和探头附件影响后的被测信号；3、这时，连接探头的通道2会出现一个波形，这个波形是探头测试到的波形；4、通过对比参考波形，通道1的波形，和连接探头的通道2的波形，就可以直观的看出或通过测试参数读出三者的差别，可以验证探头和探头附件的影响。图22探头验证连接和原理下图是实际验证的一个例子，图A把示波器的AUX OUT通过同轴电缆连接到测试夹具，测试夹具的另一端通过SMA-PBNC适配器连接到示波器的一个通道上（此例连接到通道3），把探头连接到通道1上，此时调整屏幕上的波形，使得出现一个边沿阶跃波形，如图C所示，并把此波形存为参考波形。如图B把被验证探头和附件点测到测试夹具上，如图D所示，屏幕上出现3个波形，兰色的是参考波形，绿色的是受探头影响后的被测波形，黄色的是探头显示的波形，通过测试上升时间参数，过冲参数等，可确认探头和探头附件的性能。图23探头验证实例第八部分示波器在使用时要避免的错误在理想情况下，所有探头都应该是一条不会对被测设备产生任何干扰的导线，当连接到您的电路时，具有无穷大的输入电阻，而电容和电感为零。这样将会精确复制被测信号。但现实情况是，探头会给电路带来负载效应。探头上的电阻、电容和电感元件可能改变被测电路的响应。每个电路都不尽相同，它们有自己的电气特性。因此，每次探测设备时，都需要考虑探头的特性并选择对测量影响最小的探头。考虑的范围包括从示波器输入端通过电缆到被测设备上特定连接点的完整连接，也包括用于连接到测试点的任何附件或附加导线和焊接。了解在测试中可能遇到的错误，以及如何通过更好的操作改进测量。探头的电气特性会影响测量结果和电路的工作。采取措施确保这些影响在可接受的范围内，是成功测量的关键步骤。在使用示波器时，常见的错误有以下七种：错误 1没有校准探头探头在出厂的之后都进行过校准，但它们没有针对示波器前端进行校准。如果它们未在示波器输入端上进行校准，那么就无法得到正确的测量结果。有源探头如果有源探头没有针对示波器进行校准，在测试时将看到垂直电压测量结果和上升沿时序（以及可能的一些失真）出现差异。大多数示波器具有参考或辅助输出功能，还配有操作指南来引导工程师完成探头校准。图 1：发生器输出和探测到的信号图 1 显示了通道 1（黄色迹线）上的 SMA 电缆和适配器输入到示波器的 50 MHz 信号。绿色迹线是通过通道 2 上的有源探头输入到示波器的同一信号。请注意，通道1 上的发生器输出为 1.04 Vpp（伏特峰峰值），通道 2 上探测到的信号为 965 mV （毫伏）。另外，通道 1 与通道 2 的偏移高达 3 ms（毫秒），所以上升时间根本不能排成一行。无源探头可以调节探头的可变电容，使补偿与正在使用的示波器输入完美匹配。大多数示波器都有可以用于校准或参考的方波输出。探测这个连接，检查波形是否为方形。根据需要调整可变电容，以消除所有下冲或过冲。图 2：经过幅度和偏移校准后如果校准了这个探头，结果将大为改善。可以在图 2 中看到经过适当幅度和偏移校准后的结果。幅度现在改善为972 mVpp，偏移得到了纠正，两个上升时间保持一致。错误 2 增加探头负载效应只要将探头连接到示波器并将它与待测设备接触，探头就会成为电路的一部分。探头对待测设备施加的电阻、电容和电感负载效应会影响工程师在示波器屏幕上看到的信号。这些负载效应可能会改变被测电路的工作状态。了解这些负载效应，有助于工程师避免为特定的电路或系统选择错误探头。探头具有电阻、电容和电感特性，如图3 所示。图 3：探头的基本电路为了接触到周围环境过于狭小的探测点，可能需要想方设法添加长引线或电线。但是，为探头添加附件或探针会降低带宽、增加负载效应，进而导致频率响应不再平坦。使用尽量短的引线来保持探头的带宽和精度。通常，探针的输入线或引线越长，带宽减小得就越大。较窄带宽的测量可能不会受到太大影响，但在进行较宽带宽的测量时，特别是在1 GHz 以上时，需要谨慎选择使用的探针和附件。随着探头带宽降低，您将失去测量快速上升时间的能力。图 4 演示了随着附件长度的增加，示波器显示的上升时间是如何变慢的。为了进行最准确的测量，最好使用尽量短的探针。图 4：不同的探头引线长度对应的探头负载效应另外，最好要使用较短的接地引线，因为它们越长，引入的电感就越多。保持接地线尽量短并尽量靠近系统接地点，以便确保可重复和准确的测量。技巧：如果必须在探针上添加导线才能接触到难以到达的探测点，那么最好为探针添加一个电阻，以减弱所添加的导线引起的谐振。添加长引线时，您可能无法解决带宽限制问题，但可以将频率响应变平坦。为了确定将要使用的电阻大小，可以探测一个已知方波，例如示波器上提供的参考方波。如果电阻设置正确，您将会看到一个干净的方波（除了其带宽可能受限之外）。如果信号发生振铃，请增加电阻的大小。单端探头只需要在探针处增加一个电阻。如果您使用的是差分探头，请为每根引线添加一个电阻。图 5：在探针上增加一个电阻，可以克服长探头连接所引起的谐振，减少振铃和过冲。但是，它不能解决由于添加引线导致的带宽限制。错误 3 没有充分利用您的差分探头许多人认为只有在探测差分信号时才使用差分探头。在探测单端信号时，是否也可以使用差分探头？其实也是可以的。如果使用的好，这将为测试节省大量时间和金钱，并提高测量的准确性。最大限度地利用差分探头，获得尽量最好的信号保真度。差分探头可以进行与单端探头相同的测量，并且由于差分探头在两个输入端上有共模抑制，所以差分测量结果的噪声大为减少。这使您可以看到被测设备信号的更好表示，而不会被探测所增加的随机噪声误导。图 6 中的蓝色单端测量信号和图7 中的红色差分测量信号。蓝色的单端测量结果与红色的差分测量结果相比，噪声要多得多，因为单端探头缺少共模校正功能。图 6：单端测量图 7：差分测量错误 4 选择了错误的电流探头大电流和小电流测量需要捕获的细节并不相同。工程师要知道为应用选择哪种电流探头更合适，以及使用错误的探头可能会遇到哪些麻烦。大电流测量如果使用钳形探头测量大电流（10A - 3000A），那么待测设备必须足够小，使钳形探头能够夹住它。如果设备太大使得钳形探头无法夹住，那么工程师可能会想办法在探头钳夹上添加额外的导线，但这会改变被测设备的特性。更好的办法是使用合适的工具。最好的解决方案是使用具有柔性回路探头前端的大电流探头。可以将该柔性回路缠绕到任何设备上。这种探头叫做Rogowski 线圈。它可以让工程师在不添加未知特性元器件的情况下探测设备，使测量结果保持高度的信号完整性。它们还使工程师能够测量从mA 级到数百 kA 的大电流。请注意，它们只测量交流电流，所以直流分量将被隔离。它们的灵敏度也低于某些电流探头。这对于大电流测量来说通常不是问题。但是在测量小电流时，灵敏度和查看直流分量的能力就变得很重要。请记住，对一种测量有效的方式并不一定适用于另一种测量。图 8：缠绕到元器件上的 Rogowski 探针小电流测量如果测量电池供电设备的电流，则动态范围会有很大差异。如果电池供电设备处于空闲状态或仅处理少量后台任务，其电流峰值会很小。当设备切换到更为活跃的状态时，电流峰值会大幅提高。使用垂直标度较大的示波器设置，工程师可以测量大信号，但小电流信号将被测量噪声掩盖。另一方面，如果您使用较小的垂直标度设置，那么大信号会削波，测量结果也将失真并失效。选择的电流探头应该不仅能够测量从 μA 到A 的宽量程，还可以使用多个放大器同时查看大小电流偏差。探头中的两个可变增益放大器允许您设置放大视图以查看小电流波动，还可以缩小视图以同时查看大电流尖峰（参见图9）。图 9：配有两个可变增益放大器的电流探头让您可以一次同时查看大小电流偏差错误 5 在纹波和噪声测量期间会错误地处理直流偏置直流电源上的纹波和噪声是由较大直流信号上的小交流信号形成的。当直流偏置较大时，可能需要在示波器上使用较大的每格电压设置才能在屏幕上显示信号。与小交流信号相比，这样做会降低测量的灵敏度并增加噪声。这意味着在测试时无法获得信号交流部分的准确表示。如果使用隔直流电容器来解决这个问题，那么将不可避免地阻隔部分低频交流内容，使工程师无法观察到信号在经过设备上的元器件时发生的变化。使用具有较大偏置功能的电源探头，可以将波形置于屏幕中间，而无需移除直流偏置。这样可以让整个波形都显示在屏幕上，同时保持垂直标度较小且处于放大状态。通过这些设置，还可以查看瞬态、纹波和噪声的细节。错误 6 未知的带宽限制在进行重要测量时，务必选择具有足够带宽的探头。带宽不足会使信号失真，使工程师很难做出明智的工程测试或设计决定。普遍接受的带宽计算公式为：评测从 10％到90％的上升沿时，带宽乘以上升时间等于 0.35。值得注意的是，整个系统带宽也是需要考虑的重要因素。探头和示波器的带宽都要考虑，从而确定系统带宽。计算系统带宽的公式如下所示。例如，假设示波器和探头带宽均为 500 MHz。使用上面的公式可知，系统带宽将为353 MHz。可以看到，与探头和示波器的两个单独带宽相比，系统带宽大大降低。现在，如果探头带宽仅为300 MHz，示波器带宽仍为500 MHz，那么应用上述公式，系统带宽进一步降至 257 MHz。错误 7 被掩盖的噪声影响探头和示波器的噪声可能会导致被测设备的噪声显得更大。为工程师的应用选择具有合适衰减比的探头，将会减小探头和示波器所添加的噪声。因此，工程师就能够获得更准确的信号，更清晰地查看被测设备的情况。图 10：使用 1:1 和 10:1 探头测得的 50mVp-p 正弦波许多探头制造商将探头噪声描述为等效输入噪声（EIN），并以Vrms 为单位表示。较高的衰减比使您可以测量较大的信号，但缺点是示波器将检测到这些比率并同时放大信号及其噪声。为了了解这一效应的实际结果，图10 中的绿色迹线显示了使用 10:1 探头放大后的噪声。发布于 2023-09-14 16:02赞同 1添加评论分享收藏喜欢收起

示波器入门指南 - 示波器的基本操作 Oscilloscope Survival Guide - 知乎

示波器入门指南 - 示波器的基本操作 Oscilloscope Survival Guide - 知乎首发于示波器使用方法切换模式写文章登录/注册示波器入门指南 - 示波器的基本操作 Oscilloscope Survival Guide是德科技 Keysight Technologies已认证账号先聊聊示波器的几个入门知识：示波器是干什么用的，示波器可以测量什么以及示波器、频谱仪和矢量网络分析仪有何区别？示波器是干什么用的？示波器是用于观察电信号电压随时间变化关系的仪器，用于分析信号的时域特性。使用示波器可以直观的测试信号的周期、相位、边沿时间以及多个信号对比，并观测信号随时间变化的幅度变化规律等。示波器是干什么用的https://www.zhihu.com/video/1618295539862384640示波器可以测量什么基本波形参数测量与电路异常诊断高速信号完整性分析（眼图、抖动分析）标准总线一致性分析（USB、PCle、DDR、HDMI等）串行信号解码（I2C 、 SPI 、 CAN等）宽带信号的调制分析（UWB 、雷达等）示波器、频谱仪和矢量网络分析仪有何区别？示波器对于如今的模拟和数字电路来说，示波器是进行电压和定时测量的重要工具。示波器这一测量工具也是在各个电路实验中用来测试和验证实验作业及设计的最常用仪器。示波器是一种电子测量仪器，可以在无干扰的情况下监控输入信号，随后以图形方式采用简单的电压与时间格式显示这些信号。请注意，所有的示波器基本上只有数字储存示波器（简称DSO）和混合信号示波器（简称MSO）之分。其它的叫法都是在这两种示波器的基础上增加某些功能而已。今天的 DSO 和 MSO 可以捕获并显示重复信号或单冲信号，它们通常包括一系列自动测量和分析功能。下图是数字示波器体系结构图。数字示波器基本结构频谱分析仪频谱分析仪测量在仪器的整个频率范围内输入信号幅度随频率进行变化的情况。其最主要的用途是测量已知和未知信号的频谱功率。参加下图：典型频谱分析仪的结构框图典型频谱分析仪的结构框图网络分析仪网络分析仪一种在微波射频电路信号系统中能在宽频带内进行扫描测量以确定网络参量的综合性微波测量仪器。全称是微波网络分析仪。尽管最初只是测量 S参数，但为了优于被测器件，现在的网络分析仪已经高度集成，并且非常先进。射频电路需要独特的测试方法。在高频内很难直接测量电压和电流，因此在测量高频器件时，必须通过它们对射频信号的响应情况来对其进行表征。网络分析仪可将已知信号发送到器件、然后对输入信号和输出信号进行定比测量，以此来实现对器件的表征。大多数网络分析仪都是矢量网络分析仪——可以同时测量幅度和相位。矢量网络分析仪是用途极广的一类仪器，它们可以表征 S 参数、匹配复数阻抗、以及进行时域测量等。网络分析仪内部框图示波器入门 - 初次使用示波器的详细步骤本文介绍如何使用 Keysight 1000B 系列示波器 - 初次使用示波器的详细步骤。步骤 1. 检查包装物品步骤 2. 打开示波器电源步骤 3. 加载默认示波器设置步骤 4. 输入波形步骤 5. 使用自动设置步骤 6. 补偿探头步骤 7. 熟悉前面板控件步骤 8. 熟悉示波器显示屏步骤 9. 使用运行控制键步骤 10. 访问内置帮助固定示波器示波器正面图片步骤 1. 检查包装物品1 检查货运包装箱是否损坏。请在检查完物品的完整性以及示波器的机械和电气性能之前，保留损坏的货运包装箱或衬垫材料。2 验证在示波器包装中是否有下列物品：• 示波器。• 电源线。• N2841A 10:1 10 MΩ 无源探头，数量= 2。• 文档 CD。• 前面板标贴（如果选择了非英语的语言选项）。3 检查示波器。步骤 2. 打开示波器电源下面几个步骤（打开示波器电源、加载默认设置和输入波形）将提供快速功能检查，以验证示波器是否能够正常工作。1 . 将电源线连接到电源。只能使用为示波器设计的电源线。使用提供所需电量的电源。表 2 电源要求警告 - 为避免遭受电击，请确保示波器正确接地。表 3 环境特征2. 打开示波器的电源。示波器电源开关步骤 3. 加载默认示波器设置您可以随时加载出厂默认设置，以便将示波器恢复到原始设置。 1 按下前面板的默认设置 [Default Setup] 键。2 在显示 “ 默认 ” 菜单时，按下菜单开/关 [Menu On/Off] 可关闭菜单。（可使用 “ 默认 ” 菜单中的撤消软键取消默认设置并返回到上一设置。步骤 4. 输入波形1. 将波形输入到示波器的通道。使用提供的一个无源探头从示波器的前面板输入探头补偿信号。为了避免损坏示波器，请确保 BNC 连接器上的输入电压不超过最大电压（最大值为 300 Vrms）。当测量 30V以上的电压时，请使用 10：1探头。步骤 5. 使用自动设置示波器有自动设置功能，可针对存在的输入波形自动设置示波器控件。自动设置要求波形的频率大于或等于 50 Hz，占空比大于 1%。1 按下前面板的自动设置 [Auto Scale] 键。2 在显示 “ 自动 ” 菜单时，按下菜单开/关 [Menu On/Off] 可关闭菜单。示波器将打开应用了波形的所有通道，并相应地设置垂直和水平刻度。它还根据触发源选择时基范围。所选的触发源是应用了波形的编号最高的通道。（可使用 “ 自动 ” 菜单中的撤消软键取消自动设置并返回到上一设置。）示波器已配置为下列默认控制设置：表 4 自动设置默认设置步骤 6. 补偿探头补偿探头以使探头与输入通道匹配。只要是第一次将探头连接到输入通道，都应补偿探头。示波器低频补偿对于提供的无源探头：1 将 “ 探头 ” 菜单衰减设置为 10X。如果使用探头钩尖，请将钩尖牢固地插入探头，确保连接正确。2 将探头针尖连接到探头补偿连接器，并将接地导线连接到探头补偿器接地连接器。3 按下自动设置 [Auto Scale] 前面板键。4 如果波形不像图4 中显示的正确补偿的波形那样，则使用非金属工具调节探头上的低频补偿调整以获得尽可能平坦的方波。示波器低频补偿调整示波器低频探头补偿步骤 7. 熟悉示波器前面板控件在使用示波器之前，应熟悉前面板控件。前面板有旋钮、键和软键。最常使用旋钮来进行调整。使用键可以运行控件并通过菜单和软键更改其他示波器设置。示波器前面板示波器前面板旋钮、键和软键的定义如下：示波器前面板控件示波器前面板旋钮、键和软键的定义不同语言的前面板标贴如果选择了除英语外的语言选项，则可获得所选语言的前面板标贴。安装前面板标贴：1 将标贴左侧的卡舌插入前面板上适当的插槽中。2 轻轻将标贴按在旋钮和按钮上。3 当标贴与前面板对准时，将标贴右侧的卡舌插入前面板上的插槽中。 4 将标贴展平。它应固定在前面板上。步骤 8. 熟悉示波器显示屏示波器显示屏使用示波器软键菜单示波器软键菜单当某个示波器前面板键打开一个菜单时，可使用五个软键从菜单中选择项目。一些常用的菜单选项如下：菜单开/关 [Menu On/Off] 前面板键可关闭菜单或再次打开上次访问的菜单。使用“显示”菜单中的菜单保持项可选择菜单的显示时间。步骤 9. 使用运行控制键有两个用于启动和停止示波器采集系统的前面板键：运行/停止 [Run/Stop] 和单次 [Single]。• 当运行/停止 [Run/Stop] 键为绿色时，表示示波器正在采集数据。要停止采集数据，可按下运行/停止 [Run/Stop]。停止后，将显示最后采集的波形。• 当运行/停止 [Run/Stop] 键为红色时，表示数据采集已停止。要开始采集数据，可按下运行/停止 [Run/Stop]。• 要捕获并显示单次采集（不论示波器是在运行还是已停止），可按下单次[Single]。在捕获并显示了单次采集后，运行/停止 [Run/Stop] 键为红色。步骤 10. 访问内置帮助示波器具有内置快速帮助信息。访问内置帮助：1 按住要获得其快速帮助信息的前面板键、软键和可按下的旋钮。内置帮助以 11 种不同语言提供固定示波器要使 1000B 系列示波器固定到位，可使用防盗锁孔或保险环。示波器固定仪器示波器固定仪器（以上信息仅供参考。如有更改，恕不另行通知。）我们将在下一期介绍如何使用示波器水平和垂直控件、通道设置、数学波形、参考波形和显示设置。更多示波器产品信息和相关示波器的使用方法，您可点击：是德科技编辑于 2023-03-13 07:14・IP 属地日本示波器测量仪器新手学用示波器（书籍）赞同 52 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录示波器使用方法介绍是德科技(原安捷伦)示波器的使用方法

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