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數(shù)字示波器使用必須注意的問(wèn)題 數(shù)字示波器是如何工作的

時(shí)間：2020-08-04    來(lái)源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
前言 

數(shù)字示波器因具有波形觸發(fā)、存儲(chǔ)、顯示、測(cè)量、波形數(shù)據(jù)分析處理等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其使用日益普及。由于數(shù)字示波器與模擬示波器之間存在較大的性能差異，如果使用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，從而影響測(cè)試任務(wù)。 

區(qū)分模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬 

帶寬是示波器較為重要的指標(biāo)之一。模擬示波器的帶寬是一個(gè)固定的值，而數(shù)字示波器的帶寬有模擬帶寬和數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬兩種。數(shù)字示波器對(duì)重復(fù)信號(hào)采用順序采樣或隨機(jī)采樣技術(shù)所能達(dá)到的最高帶寬為示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬，數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬與最高數(shù)字化頻率和波形重建技術(shù)因子K相關(guān)（數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬=最高數(shù)字化速率/K），一般并不作為一項(xiàng)指標(biāo)直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出，模擬帶寬只適合重復(fù)周期信號(hào)的測(cè)量，而數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬則同時(shí)適合重復(fù)信號(hào)和單次信號(hào)的測(cè)量。廠家聲稱(chēng)示波器的帶寬能達(dá)到多少兆，實(shí)際上指的是模擬帶寬，數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬是要低于這個(gè)值的。例如說(shuō)TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz，實(shí)際上是指其模擬帶寬為500MHz，而最高數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬只能達(dá)到400MHz遠(yuǎn)低于模擬帶寬。所以在測(cè)量單次信號(hào)時(shí)，一定要參考數(shù)字示波器的數(shù)字實(shí)時(shí)帶寬，否則會(huì)給測(cè)量帶來(lái)意想不到的誤差。 

有關(guān)采樣速率 

采樣速率也稱(chēng)為數(shù)字化速率，是指單位時(shí)間內(nèi)，對(duì)模擬輸入信號(hào)的采樣次數(shù)，常以MS/s表示。采樣速率是數(shù)字示波器的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 

1.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(hào)為一個(gè)100KHz的正弦信號(hào)，示波器顯示的信號(hào)頻率卻是50KHz，這是怎么回事呢？這是因?yàn)槭静ㄆ鞯牟蓸铀俾侍?，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(hào)的實(shí)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。混迭的產(chǎn)生如圖1所示。那么，對(duì)于一個(gè)未知頻率的波形，如何判斷所顯示的波形是否已經(jīng)產(chǎn)生混迭呢？可以通過(guò)慢慢改變掃速t/div到較快的時(shí)基檔，看波形的頻率參數(shù)是否急劇改變，如果是，說(shuō)明波形混迭已經(jīng)發(fā)生；或者晃動(dòng)的波形在某個(gè)較快的時(shí)基檔穩(wěn)定下來(lái)，也說(shuō)明波形混迭已經(jīng)發(fā)生。根據(jù)奈奎斯特定理，采樣速率至少高于信號(hào)高頻成分的2倍才不會(huì)發(fā)生混迭，如一個(gè)500MHz的信號(hào)，至少需要1GS/s的采樣速率。有如下幾種方法可以簡(jiǎn)單地防止混迭發(fā)生： 

·調(diào)整掃速； 
·采用自動(dòng)設(shè)置（Autoset）； 
·試著將收集方式切換到包絡(luò)方式或峰值檢測(cè)方式，因?yàn)榘j(luò)方式是在多個(gè)收集記錄中尋找極值，而峰值檢測(cè)方式則是在單個(gè)收集記錄中尋找最大最小值，這兩種方法都能檢測(cè)到較快的信號(hào)變化。 
·如果示波器有Insta Vu采集方式，可以選用，因?yàn)檫@種方式采集波形速度快，用這種方法顯示的波形類(lèi)似于用模擬示波器顯示的波形。 

2.采樣速率與t/div的關(guān)系 

每臺(tái)數(shù)字示波器的最大采樣速率是一個(gè)定值。但是，在任意一個(gè)掃描時(shí)間t/div，采樣速率fs由下式給出： 

　　　　　　fs=N/(t/div)　　　　　　　N為每格采樣點(diǎn) 

當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)N為一定值時(shí)，fs與t/div成反比，掃速越大，采樣速率越低。下面是TDS520B的一組掃速與采樣速率的數(shù)據(jù)： 

表1掃速與采樣速率 

t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25 

綜上所述，使用數(shù)字示波器時(shí)，為了避免混迭，掃速檔可以置于掃速較快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，掃速檔則可以置于主掃速較慢的位置。 

數(shù)字示波器的上升時(shí)間 

在模擬示波器中，上升時(shí)間是示波器的一項(xiàng)極其重要的指標(biāo)。而在數(shù)字示波器中，上升時(shí)間甚至都不作為指標(biāo)明確給出。由于數(shù)字示波器測(cè)量方法的原因，以致于自動(dòng)測(cè)量出的上升時(shí)間不僅與采樣點(diǎn)的位置相關(guān)，如圖2中a表示上升沿恰好落在兩采樣點(diǎn)中間，這時(shí)上升時(shí)間為數(shù)字化間隔的0.8倍。圖2中的b的上升沿的中部有一采樣點(diǎn)，則同樣的波形，上升時(shí)間為數(shù)字化間隔的1.6倍。另外，上升時(shí)間還與掃速有關(guān)，下面是TDS520B測(cè)量同一波形時(shí)的一組掃速與上升時(shí)間的數(shù)據(jù)： 

表2掃速與上升時(shí)間 
t/div（ms）502010521tr(μs)800320160803216 

由上面這組數(shù)據(jù)可以看出，雖然波形的上升時(shí)間是一個(gè)定值，而用數(shù)字示波器測(cè)量出來(lái)的結(jié)果卻因?yàn)閽咚俨煌嗖钌踹h(yuǎn)。模擬示波器的上升時(shí)間與掃速無(wú)關(guān)，而數(shù)字示波器的上升時(shí)間不僅與掃速有關(guān)，還與采樣點(diǎn)的位置有關(guān)，使用數(shù)字示波器時(shí)，我們不能象用模擬示波器那樣，根據(jù)測(cè)出的時(shí)間來(lái)反推出信號(hào)的上升時(shí)間。
數(shù)字示波器的操作該如何？

    示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。

    它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)程。

    數(shù)字示波器是數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換，軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高性能示波器。

    數(shù)字示波器一般支持多級(jí)菜單，能提供給用戶(hù)多種選擇，多種分析功能。

    數(shù)字示波器是設(shè)計(jì)、制造和維修電子設(shè)備不可或缺的工具。

    隨著科技及市場(chǎng)需求的快速發(fā)展，工程師們需要的工具，迅速準(zhǔn)確地解決面臨的測(cè)量挑戰(zhàn)。

    作為工程師的眼睛，數(shù)字示波器在迎接當(dāng)前棘手的測(cè)量挑戰(zhàn)中至關(guān)重要。

    數(shù)字示波器操作規(guī)程

    1.使用前詳細(xì)閱讀使用說(shuō)明書(shū)。

    2.開(kāi)機(jī)后調(diào)整好亮度、輝度控制鈕。

    3.正確連接探棒、電源線(xiàn)（注意電壓程選擇）。

    4.根據(jù)檢測(cè)要求選擇好各個(gè)轉(zhuǎn)換鍵量程，量程與接近被測(cè)值，精確度越高。

    5.在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)充分運(yùn)用公式f=1/T，由此計(jì)算信號(hào)的頻率及周期。

    6.在檢測(cè)過(guò)程中注意監(jiān)聽(tīng)儀器在工作過(guò)程中所發(fā)出的聲音，如出現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)切斷電源。

    7.切記：電源開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)。間隔時(shí)間應(yīng)在30秒以上，否則易損壞儀器的顯象管及內(nèi)部的高壓部分電路。

    8.檢測(cè)完畢后，應(yīng)切斷電源，整理好探棒。

 

標(biāo)簽: 數(shù)字示波器
數(shù)字示波器 數(shù)字示波器的操作該如何？_數(shù)字示波器
數(shù)字示波器產(chǎn)品用途

　　數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換，軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高性能示波器。數(shù)字示波器的工作方式是通過(guò)模擬轉(zhuǎn)換器（ADC）把被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字示波器捕獲的是波形的一系列樣值，并對(duì)樣值進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)限度是判斷累計(jì)的樣值是否能描繪出波形為止，隨后，數(shù)字示波器重構(gòu)波形。數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲(chǔ)示波器（DSO），數(shù)字熒光示波器（DPO）和采樣示波器。　　數(shù)字示波器的用途：　　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?！　?、可顯示交流信號(hào)的波形?！　?、可以用兩個(gè)通道分別進(jìn)行信號(hào)測(cè)量?！　?、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)之間的差，和波形之間形狀的差別。

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