数字示波器的优越性及正确使用方法

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：电路电子实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。数字示波器可以更好地观测随机性信号及周期较复杂的信号。尽管如此,数字示波器以其独特的优越性日益受到人们的青睐,并逐渐流行。操作者应仔细调整触发电平,使示波器处于正常触发状态,以得到稳定的波形。正确调整电压因数灵敏度旋钮,尽可能使波形幅度占示波器屏幕的一半以上,以提高电压幅度的测量精度。

示波器是电子测量中一种最常用的仪器,它可以将人们无法直接看到的电信号的变化过程转换成肉眼可直接观察的波形,显示在示波器的荧光屏上,供人们观察分析。示波器具有输入阻抗高、频率响应好、灵敏度高等优点。利用示波器除了能对电信号进行定性的观察外,还可以用它来进行一些定量的测量。例如,可以用它进行电压、电流、频率、周期、相位差、幅度、脉冲宽度、上升及下降时间等的测量。

示波器种类、型号很多,功能也不同。电路电子实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。示波器分为模拟示波器和数字示波器,现在多用数字示波器。数字示波器可以更好地观测随机性信号及周期较复杂的信号(如视频信号)。数字示波器是伴随着A/D转换技术及微型计算机的广泛应用而出现的一种新型示波器,数字示波器与原来的示波器从原理上讲已经大不一样了,只是为了照顾使用者的习惯,将数字化后的信号仍按原来的方式显示出来。使用A/D转换和显示屏自动刷新,不必依靠原来的波形重复输入刷新,可以显示非周期的波形和经常变化的波形,且容易实现数字存储波形的功能。

数字示波器的缺点主要是取样转换影响了取样速率,因此频率太快的信号不宜显示,即其带宽不如模拟式的宽。另外,其灵敏度不如模拟式的好,精度稍差。尽管如此,数字示波器以其独特的优越性日益受到人们的青睐,并逐渐流行。数字示波器还有很多优点,如可预置各组扫描速率和放大倍数,自动智能地选择最佳参数,可以与计算机、打印机联机等。

示波器的种类和型号很多,它们的性能有很大的差别。在实际测量时,要根据不同的使用目的和被测物理量的特点选择不同指标的电子示波器。

正确使用与调整示波器对于延长仪器的寿命和提高测量精度是十分重要的。示波器的正确使用方式为:

（1）聚焦与亮度的调整

在使用示波器进行测量时,要调整示波器的聚焦与亮度,使显示的扫描线尽可能细,以保证所观察的波形清晰度。

（2）示波器的校准

在使用示波器进行测量时,应注意示波器Y通道的衰减器调节旋钮,扫描时间调节旋钮必须处于校准状态,只有这样测得的值才是准确的。

（3）示波器探头的正确使用

探头是示波器的重要部件,其质量的好坏直接影响示波器的测量准确度。质量优良的探头其电容必须是超高频、低损耗的优质无感电容;电阻必须是高稳定、低温漂、高频无感电阻;探头的电缆必须是精心设计与制造的专用电缆。因此当使用示波器进行测量时,应该选择质量优良的探头,最好用示波器的原配探头。

当使用探头进行测量时,其衰减器是选择“×10”挡还是选择“×1”挡,需根据被测电路与被测信号的具体情况而定。若被测点是高阻节点,或被测信号频率较高,则应选择“×10”挡进行测量,否则会使测量产生较大的误差。如果被测点为低阻节点,信号频率较低,则应选择“×1”挡进行测量。当然,信号幅度过小时应选择“×1”挡。在使用探头“×10”挡进行测量前,应检查探头是否处于最佳补偿状态。必要时可调整探头上的微调电容,以免出现过补偿或欠补偿的情况,影响测量结果。

（4）触发状态的正确调整

调整触发状态就是合理地选择触发源和触发耦合方式。操作者应仔细调整触发电平,使示波器处于正常触发状态,以得到稳定的波形。当选择触发源时,如果所观察的信号是单通道信号,就选择该通道信号作为触发源;如果观察两个时间相关的波形,应将信号周期长的那个通道作为触发源。

要根据被观察信号的特性来选择触发耦合方式。一般情况下,若被观察的信号为脉冲信号,应选择直流耦合方式;如果被观察的信号为正弦交流信号,则可选择交流耦合方式;如果被观察的信号为带有高频噪声的交流信号,应选择高频抑制的耦合方式。

（5）输入耦合方式

输入耦合方式有3种:交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。当选择“地”时,扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。在电路电子实验中,一般选择“直流”方式,以便观测信号的绝对电压值。

（6）波形位置和大小调整

调整示波器的位移旋钮,使波形尽量处于示波器屏幕中心的位置,以获得较好的测量范围。正确调整电压因数灵敏度旋钮,尽可能使波形幅度占示波器屏幕的一半以上,以提高电压幅度的测量精度。正确调整时间因数灵敏度旋钮,以便能够在示波器屏幕上看到一个或几个完整的波形周期,波形不要过密,以保证波形周期的测量精度。

数字示波器的优越性及正确使用方法

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