示波器是一種用途十分廣泛的測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)(這是傳統(tǒng)的模擬示波器的工作原理)。因此示波器被譽(yù)為工程師的眼睛;那么示波器使用中常見的故障以及注意事項(xiàng)有哪些呢?下面分享示波器使用中的典型故障以及處理方法:
一、示波器故障造成的不開機(jī)
示波器內(nèi)部有獨(dú)立的電源模塊為主板和各功能模塊供電,故需著重關(guān)注用電安全。
使用中需注意的問題:
1、使用示波器原裝電源線;
2、確認(rèn)電網(wǎng)穩(wěn)定。當(dāng)電網(wǎng)中有大功率電器接入時(shí),先關(guān)閉示波器,拔下電源線,待電網(wǎng)穩(wěn)定后再使用;
3、開機(jī)時(shí):先插上AC電源線,再按開機(jī)鍵開機(jī);關(guān)機(jī)時(shí):先按關(guān)機(jī)鍵關(guān)閉示波器,再拔掉AC電源線;
4、注意儀器使用環(huán)境,定期清理灰塵。
二、示波器燒通道/燒采集板
一般通道故障是由靜電或接入過大信號造成的,嚴(yán)重的時(shí)候更會(huì)燒掉采集板和主控板。這種故障維修難度大、周期長、成本高,故使用中需特別注意:
1、嚴(yán)禁用手或身體其他部位碰觸示波器通道接口,防止靜電損傷;
2、使用前先估算信號幅度,使用合適衰減倍數(shù)的探頭進(jìn)行測試;
3、測試時(shí)先將探頭接好,再通入信號;測試完畢后先斷開測試信號,再取下探頭。
三、示波器系統(tǒng)問題
類似計(jì)算機(jī),示波器也有一套自己的操作系統(tǒng)來管理和控制硬件和軟件資源。常見的示波器系統(tǒng)問題有系統(tǒng)崩潰,驅(qū)動(dòng)程序丟失,數(shù)據(jù)丟失,磁盤/內(nèi)存損壞等等。
使用中需注意的問題:
1、定期清理系統(tǒng),進(jìn)行全盤殺毒,備份系統(tǒng);
2、不要對系統(tǒng)文件進(jìn)行操作。對系統(tǒng)文件誤操作可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰;
3、注意開關(guān)機(jī)順序,禁止直接拔電源線。
帶寬是示波器重要的一個(gè)指標(biāo),它決定了這臺(tái)示波器測量高頻信號的能力。示波器的帶寬主要由前端的放大器等模擬器件的特性決定。對于一般的放大器來說,其増益不可能在任何頻率下都保持一樣,示波器中使用的放大器也是如此。示波器中的放大器的工作頻點(diǎn)是從直流開始的,其增益隨著輸入信號的頻率增高會(huì)逐漸下降。一般把放大器增益下降一3dB對應(yīng)的頻點(diǎn)稱為這個(gè)放大器的帶寬,示波器的帶寬也是用同樣方法定義的(如下圖展示)。
對于一臺(tái)標(biāo)稱帶寬為1GHz的示波器,假設(shè)輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的50MHz、1V峰峰值的正弦波信號,在示波器上測量到的信號幅度為A;然后將輸入信號的幅度保持不變,頻率逐漸增加到1GHz,這時(shí)在示波器上測量到的信號幅度為B。如果20lg的計(jì)算結(jié)果沒超過一3dB(例如為一2.8dBh)這臺(tái)示波器就是合格的,否則就是不合格的。對于示波器的帶寬檢定通常使用的也是這種方法。
需要注意的是,一3dB是按信號功率計(jì)算的,相當(dāng)于信號的功率增益下降1/2。示波器實(shí)際測量的是電壓信號,功率與電壓的平方成正比,所以一3dB相當(dāng)于示波器電壓的增益隨著頻率的増加下降到原來的0.707倍。因此,對于一個(gè)50MHz、1V峰峰值的正弦波信號,用1GHz帶寬的示波器測量到的幅度應(yīng)該是1V左右,而如果被測信號的幅度不變但是頻率増加到1GHz,這時(shí)測量到的信號幅度可能只有0.7V左右了。
示波器并不是對帶寬內(nèi)的所有頻率信號都保持相同的測量精度的,被測信號頻率越接近帶寬附近,測量結(jié)果的幅度誤差越大,如果這個(gè)幅度誤差超過了可以接收的范圍,就要考慮用更高帶寬的示波器進(jìn)行測量。另外示波器也不是絕對不可以對超過帶寬的信號進(jìn)行測量,如果被測信號的頻率只是稍微超過了示波器的帶寬,雖然信號的衰減會(huì)比較大,但大概的頻率、周期等時(shí)間信息還是比較準(zhǔn)確的(對正弦波信號)。
至于具體某個(gè)頻點(diǎn)衰減是多大,需要準(zhǔn)確知道示波器的頻響曲線。一般示波器廠商在公開的場合只會(huì)提供帶寬指標(biāo)而沒有具體得獎(jiǎng)?lì)l響曲線,如果確實(shí)需要,可以通過用微波信號源配合功率計(jì)掃描得到這條曲線。
示波器是電子測量領(lǐng)域必不可少的設(shè)備之一,其使用日益廣泛,已經(jīng)成為日常工作生產(chǎn)中的利器。那么如何維護(hù)您的示波器,使其擁有更長的壽命,長久保持良好的性能狀態(tài)呢?
一)使用前的檢測
示波器的電源線有無破損;
電源線的插頭和電源插線板內(nèi)的接線必須緊固、可靠、避免使用中發(fā)生觸電或短路事故;
仔細(xì)閱讀使用說明,測試前的設(shè)置,注意探頭和阻抗的匹配,接入探頭的電壓不能超過示波器最大允許輸入電壓。
二)檢查接地
接地不僅可以保證操作人員的安全,使儀器在安全范圍內(nèi)正常工作,還可以保證測試波形的穩(wěn)定可靠性,降低外界的干擾。
三)防靜電
使用操作儀器時(shí),必須佩帶防靜電手環(huán),遵循防靜電流程。
四)日常維護(hù)(以TDS3014B為例)
信號路徑補(bǔ)償。
(可修正由溫度變化或長期漂移引起的直流誤差,平均每三周需要補(bǔ)償一次,應(yīng)該在示波器預(yù)熱后使用)
當(dāng)示波器關(guān)機(jī)后,不能馬上開機(jī),需要過十幾秒。測試結(jié)束后探頭要妥善存放,通道需要蓋帽,避免灰塵進(jìn)去。
儀器使用時(shí)要注意通風(fēng)散熱,避免環(huán)境過于潮濕,保持潔凈少塵,并定期給儀器除塵。
五)故障判斷
在使用過程中發(fā)現(xiàn)示波器出現(xiàn)問題時(shí),可以進(jìn)行以下幾個(gè)方面檢測輔助判斷儀器是否真的故障,因?yàn)橥獠扛蓴_或連接等問題都可以引起故障:
1. 驗(yàn)證方波是否正常
2. 檢查輸入阻抗:分別測量50歐和1M歐
3. 自檢:
通過 UTILITY”,選“輔助功能頁面”,找到自檢診斷。