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)。在被測(cè)信號(hào)的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的波形曲線,還可以用它測(cè)試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。
示波器的作用:
1、可以測(cè)量直流信號(hào)、交流信號(hào)的電壓幅度;
2、可以測(cè)量交流信號(hào)的周期,并以此換算出交流信號(hào)的頻率;
3、可顯示交流信號(hào)的波形;
4、可以用兩個(gè)通道分別進(jìn)行信號(hào)測(cè)量;
5、可以在屏幕上同時(shí)顯示兩個(gè)信號(hào)的波形,即雙蹤測(cè)量作用,此作用能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的相位差,和波形之間形狀的差別。
示波器的使用方法:
示波器初次使用前或久藏復(fù)用時(shí),有必要進(jìn)行一次能否工作的簡(jiǎn)單檢查和進(jìn)行掃描電路穩(wěn)定度、垂直放大電路直流平衡的調(diào)整。示波器在進(jìn)行電壓和時(shí)間的定量測(cè)試時(shí),還必須進(jìn)行垂直放大電路增益和水平掃描速度的校準(zhǔn)。
1、選擇Y軸耦合方式:根據(jù)被測(cè)信號(hào)頻率的高低,將Y軸輸入耦合方式選擇“AC-地-DC”開關(guān)置于AC或DC;
2、選擇Y軸靈敏度:根據(jù)被測(cè)信號(hào)的大約峰-峰值(如果采用衰減探頭,應(yīng)除以衰減倍數(shù);在耦合方式取DC檔時(shí),還要考慮疊加的直流電壓值),將Y軸靈敏度選擇V/div開關(guān)(或Y軸衰減開關(guān))置于適當(dāng)檔級(jí)。實(shí)際使用中如不需讀測(cè)電壓值,則可適當(dāng)調(diào)節(jié)Y軸靈敏度微調(diào)(或Y軸增益)旋鈕,使屏幕上顯現(xiàn)所需要高度的波形;
3、選擇觸發(fā)(或同步)信號(hào)來(lái)源與極性:通常將觸發(fā)(或同步)信號(hào)極性開關(guān)置于“+”或“-”檔;
4、選擇掃描速度:根據(jù)被測(cè)信號(hào)周期(或頻率)的大約值,將X軸掃描速度t/div(或掃描范圍)開關(guān)置于適當(dāng)檔級(jí)。實(shí)際使用中如不需讀測(cè)時(shí)間值,則可適當(dāng)調(diào)節(jié)掃速t/div微調(diào)(或掃描微調(diào))旋鈕,使屏幕上顯示測(cè)試所需周期數(shù)的波形,如果需要觀察的是信號(hào)的邊沿部分,則掃速t/div開關(guān)應(yīng)置于比較快掃速檔;
5、輸入被測(cè)信號(hào):被測(cè)信號(hào)由探頭衰減后(或由同軸電纜不衰減直接輸入,但此時(shí)的輸入阻抗降低、輸入電容增大),通過(guò)Y軸輸入端輸入示波器。
示波器組件的相關(guān)問題:
?。?)示波器的指標(biāo)精度如何?
示波器的指標(biāo)有很多:如垂直靈敏度、掃描速度、增益精度、時(shí)間基準(zhǔn)、垂直分辨率、保修期等。
?。?)示波器的探頭和附件如何?
容易忘記的一點(diǎn)是,當(dāng)安上探頭時(shí),它就成為電路的一部分了。結(jié)果它將造成電阻性、電容性和電感性負(fù)載,使示波器呈現(xiàn)出與被測(cè)對(duì)象不同的測(cè)量結(jié)果。因此,針對(duì)不同應(yīng)用應(yīng)備有適當(dāng)?shù)奶结?,然后選擇其中一種,使負(fù)載效應(yīng)最小,使信號(hào)得到精確的復(fù)現(xiàn)。由于SMT元件的發(fā)展,連接更因難。
(3)示波器的數(shù)據(jù)管理和連接性怎樣?
對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析是非常重要的,將信息和測(cè)量結(jié)果在高速通信網(wǎng)絡(luò)中便捷地保存和共享也變得日益重要,示波器的互聯(lián)性提供對(duì)結(jié)果的高級(jí)分析能力并簡(jiǎn)化結(jié)果的存檔和共享,一些示波器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口(GPIB、RS-232、USB、以太網(wǎng))和網(wǎng)絡(luò)通信模式提供一系列的功能和控制方式。
?。?)示波器是否可具有擴(kuò)展性?
示波器應(yīng)該能夠不斷地適應(yīng)需求的變化。一些示波器可以隨機(jī)擴(kuò)展:增加通道的內(nèi)存以分析更長(zhǎng)的記錄長(zhǎng)度 增加面對(duì)具體應(yīng)用的測(cè)量功能 有一整套兼容的探頭和模塊,加強(qiáng)示波器的能力。
維修電子示波器在使用過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)"輝度"控制不正常的故障現(xiàn)象,即調(diào)節(jié)"輝度"控制旋鈕,示波管屏幕上顯示波形的輝度很亮,不能調(diào)暗,或者波形的輝度暗淡,不能調(diào)亮;基至顯示不出波形,即無(wú)法調(diào)亮。根據(jù)電子示波器的基本電路結(jié)構(gòu)可知,產(chǎn)生輝度控制不正常的故障原因有兩個(gè)方面,一種是示波器本身有問題,另一種是示波器的高壓電路有問題,茲分述其檢修方法與步驟如下:
?。?)如果示波管內(nèi)部的真空度下降,即存在輕微的漏氣問題,則管內(nèi)的空氣會(huì)被快速運(yùn)動(dòng)的電子束電流所電離,從而大大增強(qiáng)第三陽(yáng)極(A3)的電流,導(dǎo)致顯示的波形無(wú)法調(diào)暗?;蛘哂捎谑静ü艿臇艠O管座焊片接觸不良而發(fā)生斷路,此時(shí)電子束電流量強(qiáng),并且不受控,導(dǎo)致顯示的波形無(wú)法調(diào)暗。兩者情況的區(qū)別是,前者在整個(gè)屏幕范圍會(huì)呈現(xiàn)"散光"現(xiàn)象,而后者只受"聚焦"控制的作用。檢修時(shí),對(duì)于前者可采用"器件替代法"加以確定;對(duì)于后者可在示波器通電的情況下,采用"測(cè)量電阻法"檢測(cè)示波管的柵極管腳和管座上相應(yīng)焊片之間的通路電阻加以判斷,并進(jìn)行必要的修整。
?。?)如果示波管的陰極發(fā)射能力下降了,即存在衰老問題,則管內(nèi)的電子束電流變?nèi)?,?dǎo)致顯示波形的輝度暗淡而不能調(diào)亮,基至顯示不出波形來(lái)。檢修時(shí)可采用"改變現(xiàn)狀法",即設(shè)法提高示波管燈絲的供電壓(7-8V),或者短路示波管陰極串聯(lián)電阻(RK),以便增大電子束電流,使顯示波形的輝度有所改善。但歸根結(jié)底還是要更新示波管才能根本解決問題。
?。?)示波管的高壓電路是指供應(yīng)示波管各電極用的正、負(fù)直流高壓電源,以及相應(yīng)的分壓電路。這里R1、W、R2、R3等組成"-1500V"直流高壓電源的分壓電路。調(diào)節(jié)電位器W1的活動(dòng)特點(diǎn),可使示波管的柵極G對(duì)陰極K之間的電位差,在"-10V"至"-100V"范圍內(nèi)變化。"-10V"工作點(diǎn)相當(dāng)于"輝度"最亮;"-30V"工作點(diǎn)相當(dāng)于"輝度"暗淡;"-40V"至"-100V"工作點(diǎn)相當(dāng)于暗區(qū)。
如果分壓電阻R2后邊各電阻元件存在變值、虛焊、損壞等問題,即分壓電路開斷了,使得G-K之間的電位差不能調(diào)到暗區(qū),因而出現(xiàn)顯示波形不能調(diào)暗的故障現(xiàn)象。檢修時(shí),可在通電的情況下,采用"測(cè)量電壓法"和"改變現(xiàn)狀法"檢測(cè)示波管G-K之間的電位差是否正常。即一邊調(diào)節(jié)"輝度控制"電位器W1,一邊使用高輸入阻抗的直流電子電壓表檢測(cè)G-K之間的電壓值?;蛘咴诓煌姷那闆r下,采用"測(cè)量電阻法"檢測(cè)各分壓元件的阻值與通路情況,以便發(fā)現(xiàn)問題。
如果分壓電阻R1和W1存在虛焊或損壞等"斷路"問題,則示波器管G-K之間的電位差將大大超過(guò)"-100V",導(dǎo)致無(wú)波顯示的故障現(xiàn)象,檢修時(shí),可采用"測(cè)量電壓法"或"測(cè)量電阻法"予以確定。如果分壓電阻R1變值或者示波管第三陽(yáng)極A3的插帽脫落,將會(huì)出現(xiàn)顯示波形暗淡并無(wú)法調(diào)亮的故障現(xiàn)象。檢修時(shí),可采用"不通電觀察法"和"測(cè)量電阻法"予以確定。
?。?)現(xiàn)代的電子示波器大都采用快速高靈度的示波管作為顯示器件。這里使用"-1100V"和"-1250V"兩組負(fù)高壓,分別作為"輝度"控制和"聚焦"控制的分壓電路的直流電源,其目的是為了減少"輝度"控制和"聚焦"控制相互之間對(duì)顯示波形的影響,以提高示波器工作的穩(wěn)定性。但是,如果這兩組負(fù)高壓之一的電壓值發(fā)生變化,或者這兩組分壓電路中的電阻元件存在變值、虛焊、損壞等問題,都將會(huì)導(dǎo)致波形的"輝度"控制不正常。
為了幫助您更好的選擇一款適合您的示波器,小編總結(jié)了一些,希望能給您帶來(lái)一定的幫助“
一、帶寬
決定著示波器測(cè)量。具體地講,它決定著儀器可以準(zhǔn)確測(cè)量的最大頻率。帶寬也是價(jià)格的關(guān)鍵決定因素。在選擇帶寬時(shí),可以運(yùn)用五倍法則。即示波器帶寬≥5X關(guān)心的最大頻率。如果帶寬太低,示波器將不能分辨高頻變化,幅度將會(huì)失真,邊沿會(huì)降慢,細(xì)節(jié)會(huì)丟失。
二、頻率
內(nèi)奎斯特指出,示波器的采樣率與攝像機(jī)的幀速率類似,決定著示波器可以捕獲多少波形細(xì)節(jié)。捕獲毛刺需要速度,信號(hào)的采樣速度至少是其高頻采樣率的兩倍,才能準(zhǔn)確重建信號(hào),避免失真(采樣率不足)。但是,內(nèi)奎斯特是絕對(duì)最小值,只適用于正玄波,并假設(shè)信號(hào)是連續(xù)信號(hào)。根據(jù)定義,毛刺并不是連續(xù)性的,因此,采樣率僅為最高頻率的兩倍是不夠的。
三、足夠的輸入通道-適當(dāng)?shù)耐ǖ罃?shù)量
對(duì)模擬通道采樣,存儲(chǔ)和顯示數(shù)據(jù)。一般說(shuō)來(lái),通道數(shù)量越多越好,但增加通道也會(huì)抬高價(jià)格。示波器擁有的時(shí)間相關(guān)的模擬通道和數(shù)字通道越多,在電路中能夠同時(shí)測(cè)量的點(diǎn)數(shù)越多。在并行中解碼更容易。上面的實(shí)例顯示了2個(gè)模擬波形、2個(gè)數(shù)字波形和1個(gè)解碼后的總統(tǒng)波形。
四、兼容
良好的測(cè)量從探頭尖端開始。示波器和探頭作為一個(gè)整體系統(tǒng)工作,因此在選擇示波器時(shí)一定要考慮探頭。選擇適合的探頭:
1、無(wú)源探頭:價(jià)格經(jīng)濟(jì),使用簡(jiǎn)便,提供了測(cè)量功能;
2、有源高頻探頭:有源探頭在測(cè)量當(dāng)前復(fù)雜電路中的高頻信號(hào)時(shí)提供了完美的通用性和精度;
3、:提供了最高的CMRR,廣泛的和輸入間最小的時(shí)間偏移,是精確測(cè)量的較佳選擇;
4、單端:高壓測(cè)量解決方案擴(kuò)展了示波器從提升或浮動(dòng)電壓系統(tǒng)中安全精確的捕獲實(shí)時(shí)信號(hào)信息的能力。
五、觸發(fā)
觸發(fā)提供了穩(wěn)定的顯示畫面,可以放大復(fù)雜波形中的具體部分。觸發(fā)可以隔離一組波形,查看發(fā)生什么問題,專用觸發(fā)可以對(duì)輸入信號(hào)中的具體情況作出反應(yīng),簡(jiǎn)便的檢測(cè)信號(hào),例如比本應(yīng)寬度窄的脈沖。
六、記錄長(zhǎng)度
記錄長(zhǎng)度是一條完整的波形記錄中的點(diǎn)數(shù)。示波器只能存儲(chǔ)數(shù)量有限的樣點(diǎn),因此一般來(lái)說(shuō),記錄長(zhǎng)度越大越好。記錄長(zhǎng)度可以查看長(zhǎng)時(shí)間窗口,可以以良好的分辨率放大查看信號(hào)細(xì)節(jié)。
七、自動(dòng)測(cè)量析
自動(dòng)測(cè)量波形可以更簡(jiǎn)便地獲得準(zhǔn)確的數(shù)字讀數(shù)?;A(chǔ)示波器通常包括FFT功能,可以查看采集的波形的,適用于確定來(lái)源。
八、操作簡(jiǎn)便
示波器應(yīng)操作簡(jiǎn)便,即使是對(duì)偶爾使用的用戶。用戶界面在計(jì)算“所需信息”方面會(huì)占大量的時(shí)間。
九、連接能力
把示波器直接連接到計(jì)算機(jī)上,或通過(guò)式媒體傳送數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)分析,簡(jiǎn)化存檔及共享結(jié)果的過(guò)程。
十、總線解碼串行
大多數(shù)系統(tǒng)級(jí)(計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī))通信是通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路傳送的。即使在當(dāng)今電路板上,大部分芯片到芯片數(shù)據(jù)也是通過(guò)串行總線傳送的。