如何使用示波器?
1.显示部分的主要控制有:
(1)电源开关。
(2)电源指示灯。
(3)亮度调节光点的亮度。
(4)聚焦调整光点或波形清晰度。
(5)辅助对焦配合“对焦”旋钮调节清晰度。
(6)标尺亮度级坐标表上刻度线的亮度。
(7)跟踪当按键按下时,偏离荧光屏的光点回到显示区,找到光点的位置。
(8)标准信号输出为1kHz,并由此导出1V的方波校准信号。它被添加到Y轴输入端子,以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。
2.y轴插件
(1)显示模式选择器开关用于切换两个Y轴前置放大器YA和YB的控制部件,有五种不同的显示模式:
“交替”:当显示模式开关设置为“交替”时,电子开关受扫描信号控制,每次扫描依次开启YA或YB信号。当测量信号的频率较高时,扫描信号的频率也较高。电流
子开关的开关速率越快,就不会有闪烁。这种工作状态适合观察两个工作频率较高的信号。
“间歇”:当显示模式开关设置为“间歇”时,电子开关不受扫描信号控制,产生固定频率为200kHz的方波信号,使电子开关快速交替接通YA和YB。因为开关频率高于测量信号的频率,所以屏幕上显示的两个通道的波形是间歇的。当被测信号频率较高时,间歇现象非常明显,甚至无法观察到;当测量信号的频率较低时,间歇现象被掩盖。因此,这种工作状态适合观察两个工作频率较低的信号。
“YA”和“YB”:当显示模式开关设置为“YA”或“YB”时,表示示波器工作在单通道。此时示波器的工作模式相当于单声道示波器,即只能单独显示“YA”或“YB”通道的信号波形。
“YA+YB”:当显示模式开关设置为“YA+YB”时,电子开关不工作,YA和YB两个信号都经过放大器和门电路,示波器显示两个信号叠加的波形。
(2)“dc-⊥-ac”y轴输入选择开关用于选择被测信号到输入端子的耦合模式。设置“DC”为直接耦合,可输入带DC分量的交流信号;置于“交流”位置,实现交流耦合,只输入交流分量;当置于“⊥”位置时,y轴输入端接地,显示的时间基线一般用作测试直流电压零电平的参考基线。
(3)“微调V/div”灵敏度选择开关和微调装置。灵敏度选用开关系套轴结构,黑色旋钮为Y轴灵敏度粗调装置,从100 mV/div到20V/div分为11档。红色旋钮是一个微调装置,顺时针增加到满刻度时是一个校准位置。可以根据粗调旋钮指示的值读取测量信号的幅度。当旋钮逆时针旋转至满刻度时,其变化范围应大于2.5倍。连续调节“微调”电位计可以实现所有步骤之间的灵敏度覆盖。进行定量测量时,旋钮应置于顺时针满刻度的“校准”位置。
(4)“平衡”当Y轴放大器的输入电路不平衡时,显示的光点或波形会随着“V/div”开关的“微调”旋转而向Y轴方向偏移。调整“平衡”电位计可以最小化这种偏移。
(5) Y轴位移电位计调整波形的垂直位置。
(6)推拉开关用于极性转换的"极性,拉丫"丫通道。拉出时,YA通道信号反相显示,即显示模式为(YA+ YB)时,显示的图像为YB-YA。
(7)“内部触发,YB拉”触发源选择开关。在按下位置(正常),扫描触发信号分别取自YA和YB通道的输入信号,适用于单道或双道显示,但无法比较双道波形的时间。当开关拔出时,扫描的触发信号仅取自YB通道的输入信号,适用于双踪显示中比较两个波形的时间和相位差。
(8)Y轴输入插座采用BNC插座,测量信号直接输入或通过探头输入。
3.x轴插件
(1)“t/div”扫描速度选择开关和微调旋钮。X轴光点的移动速度由其决定,范围为0.2μ s到1s * * *到21。当开关将电位计顺时针“微调”到底,开关接通时,就是“校准”位置。此时,“t/div”的指示值是扫描速度的实际值。
(2)“扩拉×10”扫描扩速装置。它是一个拉线开关,在按下状态下可以正常使用,拉线位置扫描速度提升10倍。还应相应计算“t/div”的指示值。使用“扩展拉×10”适合观察波形细节。
(3)X轴位置调节旋钮。是X轴光迹的水平位置调节电位器,是套轴结构。外环旋钮是一个粗调装置。顺时针旋转时,基线向右移动,逆时针旋转时,基线向左移动。套轴上放的小旋钮是微调装置,适用于调节扩展的信号。
(4)“外部触发和外部X连接”插座采用BNC插座。当使用外部触发器时,它被用作连接外部触发信号的插座。当外接X轴放大器时,它还可以用作信号输入插座。其输入阻抗约为1mω。外部使用时,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计旋钮。用于选择输入信号波形的触发点。具体来说,就是调整扫描的开始时间,决定在触发信号波形的哪个点触发扫描。顺时针转动时,触发点倾向于信号波形的正部,逆时针转动时,触发点倾向于信号波形的负部。
(6)“稳定性”触发稳定性微调旋钮。用于改变扫描电路的工作状态,扫描电路应处于待触发状态。调整方法是将Y轴输入耦合方式选择(交流-接地-DC)开关设置为接地档位,将V/div开关设置为灵敏度最高的档位。当水平旋钮脱离自激状态时,用小螺丝刀将稳定电位器顺时针旋转到底,扫描电路会产生自激扫描,此时屏幕上会出现扫描线。然后慢慢逆时针转动,让扫描线刚好消失。此时,扫描电路处于被触发的状态。在这种状态下,用示波器测量时,只要调节电平旋钮,就可以在屏幕上得到稳定的波形,并且可以随意调整和选择屏幕上波形的起点位置。少数示波器,当稳定电位器逆时针旋转到底时,屏幕上出现扫描线;然后慢慢顺时针旋转,使屏幕上的扫描线刚好消失,此时扫描电路处于被触发的状态。
(7)“内外”触发源选择开关。当置于“内部”位置时,扫描触发信号取自Y轴通道的测量信号;当置于“外部”位置时,触发信号取自“外部触发X外部”输入端子引入的外部触发信号。
(8)“交流”、“交流(h)”和“DC”触发耦合模式开关。“DC”档位处于DC耦合状态,适用于变化缓慢或频率很低(如100Hz以下)的触发信号。“AC”档处于交流耦合状态,触发器性能不受DC分量影响,因为它切断了触发器中的DC分量。“AC(H)”档处于低频抑制的交流耦合状态。当观测到含有低频成分的高频复合波时,触发信号通过高通滤波器耦合,抑制了低频噪声和低频触发信号(2MHz以下的低频成分),避免了误触发引起的波形闪烁。
(9)“高频、正常和自动”触发模式开关。用于选择不同的触发模式,以适应不同的测试信号和测试目的。“高频”范围,当频率很高(如高于5MHz)且没有足够的幅度使触发稳定时,选择此范围。此时扫描处于高频触发状态,被测信号由示波器自身产生的高频信号(200kHz信号)同步。无需频繁调节电平旋钮,屏幕上即可显示稳定的波形,操作方便,有利于观察高频信号的波形。“正常”文件,利用Y轴或外部接触源的输入信号触发扫描,是一种常用的触发扫描方式。“自动”档,扫描处于自动状态(类似高频触发模式),但无需调节电平旋钮即可观察到稳定的波形,操作方便,有利于观察频率较低的信号。
(10) "+,-"触发极性切换。在“+”位置,选择触发信号的上升部分,在“-”位置,选择触发信号的下降部分来触发扫描电路。
(2)使用前的检查、调整和校准
示波器第一次使用前或长时间重复使用时,需要检查是否能工作,调整扫描电路的稳定性和垂直放大电路的DC平衡。在定量测量电压和时间时,示波器还必须校准垂直放大电路的增益和水平扫描速度。由于各种型号示波器校准信号的幅度、频率等参数不同,检查示波器能否正常工作以及校准垂直放大电路增益和水平扫描速度的方法略有不同。
(3)使用步骤
示波器可以用来观察不同电信号幅度随时间变化的波形曲线。在此基础上,可以用示波器测量电压、时间、频率、相位差、调幅等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。
1.选择Y轴耦合模式
根据待测信号的频率,将Y轴输入耦合模式中的“交流-接地-DC”开关设置为交流或DC。
2.选择Y轴灵敏度
根据被测信号的近似峰峰值(如果使用衰减探头,应除以衰减倍数;耦合方式取DC档位时,还应考虑叠加的DC电压值),Y轴灵敏度选择V/div开关(或Y轴衰减开关)应置于合适的档位。在实际使用中,如果不需要读取电压值,可以适当调整Y轴灵敏度微调(或Y轴增益)旋钮,使所需高度的波形出现在屏幕上。
3.选择触发(或同步)信号的来源和极性。
通常,触发(或同步)信号极性开关设置在“+”或“-”位置。
4.选择扫描速度
根据被测信号的周期(或频率)的近似值,将X轴扫描速度t/div(或扫描范围)开关置于合适的水平。在实际使用中,如果不需要读取时间值,可以适当调整扫描速度t/div微调(或扫描微调)旋钮,使测试所需循环次数的波形显示在屏幕上。如果需要观察信号的边缘部分,应将扫描速度t/div开关设置为最快的扫描速度。
5.输入测量信号
被测信号经探头衰减后(或直接用同轴电缆输入,不衰减,但此时输入阻抗减小,输入电容增大),通过Y轴输入端输入示波器。
当前现象
原始原因
首先,没有光点或波形
电源未连接。
亮度旋钮调节不当。
x、y轴换档旋钮位置调整。
Y轴平衡电位器调整不当,导致直流放大电路严重不平衡。
第二,横向不开。
当触发源选择开关置于外部档位,没有外部触发信号输入时,不会产生锯齿波。
水平旋钮调节不当。
不调整稳定电位计使扫描电路处于被触发的临界状态。
X轴选择错误放在X外接位置,外接插座上没有信号输入。
如果双踪示波器只使用通道A(通道B没有输入信号),内部触发开关放在YB位置,就不会有锯齿波。
第三,垂直方向没有显示
输入耦合模式DC-接地-交流开关被错误地置于接地位置。
输入端的高电位端和低电位端与被测电路的高电位端和低电位端相连。
输入信号小,V/div错误地放在低灵敏度文件中。
第四,波形不稳定。
稳定电位计顺时针过度旋转导致扫描电路处于自激扫描状态(非临界状态被触发)。
触发耦合模式AC、AC(H)和DC开关未能根据不同的触发信号频率正确选择相应的档位。
选择高频触发状态时,触发源选择开关误放在外挡(应该放在内挡。)
某些示波器在自动模式(连续扫描)下扫描时,波形不稳定。
5.垂直线密集或呈长方形。
t/div开关选择不当导致F扫描< < F信号。
六、横线密集或呈倾斜横线。
t/div开关选择不当导致F扫描> > F信号。
七、垂直电压读数不准。
垂直方向的偏转灵敏度(v/div)未校准。
校准v/div时,v/div微调旋钮未置于校准位置(即未顺时针转动)。
在测试过程中,v/div微调旋钮不在校准位置(即不在顺时针位置)。
使用l0: 1衰减探头,电压不乘以10倍。
被测信号的频率超过示波器的最大频率,示波器读数小于实际值。
测量值是峰峰值,正弦有效值需要转换。
八、不准横读。
不执行水平偏转灵敏度(t/div)校准。
校准t/div时,t/div的微调旋钮未置于校准位置(即未顺时针转动)。
在测试过程中,t/div微调旋钮不在校准位置(即不在顺时针位置)。
当扫描速度扩展开关置于拉动(×10)位置时,测试未能根据t/div开关的指示值将灵敏度提高10倍。
九、交流/DC叠加信号的DC电压值不清。
y轴输入耦合选择DC-地-交流开关误放在交流档(应该放在DC档)。
在试验之前,DC-接地-交流开关没有放在接地装置上,用于DC水平参考点校正。
y轴平衡电位计调节不当。
十、不能测量两个信号的相位差(波形显示法)
双踪示波器误将内部触发(拉YB)开关放在按下(正常)位置,应该放在拉YB位置。
双踪示波器没有正确选择显示模式切换的交替和间歇文件。
单线示波器的触发选择开关误放在内档。
虽然单线示波器的触发选择开关放在外接档位,但两个外接触发并不使用同一个信号。
十一、调幅波形紊乱
t/div开关选择不当,扫描频率被AM波的载波频率错误选择(应该是音频AM信号的频率选择)。
十二、波形不能调整到要求的起始时间和位置。
稳定性电位计没有调整到要触发的临界触发点。
触发极性(+、-)和触发电平(+、-)不匹配。
触发模式开关误放在自动档(应该放在正常档)。
6.触发(或同步)扫描
慢慢调整触发电平(或同步)旋钮,屏幕上会出现一个稳定的波形。根据观察需要适当调节电平旋钮,在相应的起始位置显示波形。
如果用双踪示波器观察波形,当显示单踪时,显示模式开关设置为YA或YB。被测信号通过YA或YB输入端子输入示波器。Y轴的触发源选择“内部触发-拉动YB”开关,并将其置于按压(正常)位置。如果示波器进行双踪显示,显示模式开关设置为交替档(适用于观察频率不太低的信号)或间歇档(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”开关设置“拉YB”档位。
(4)使用不当引起的异常现象
示波器在使用时,往往是因为操作者不了解示波原理,不熟悉示波器面板控制装置的功能,调整不当会出现异常现象。表5-1列出了示波器使用不当引起的常见异常现象及其原因,供示波器用户参考。
三、示波器的测试应用
电压的测量
示波器所做的任何测量都可以归结为电压的测量。示波器可以测量各种波形的电压幅值,不仅可以测量DC电压和正弦电压,还可以测量脉冲或非正弦电压幅值。更有用的是,它可以测量脉冲电压波形各部分的电压幅值,如上冲或顶降。这是任何其他电压测量仪器无法比拟的。
1.直接测量方法
所谓直接测量法,就是直接从屏幕上测量出被测电压波形的高度,然后转换成电压值。定量测试电压时,一般将Y轴灵敏度开关的微调旋钮转到“校准”位置,这样就可以从“V/div”的指示值和被测信号所占的纵坐标值直接计算出被测电压值。因此,直接测量法也叫直尺法。
(1)交流电压的测量
将Y轴输入耦合开关置于“交流”位置,以显示输入波形的交流分量。如果交流信号频率很低,Y轴输入耦合开关应置于“DC”位置。
将被测波形移动到示波器屏幕的中央,用“V/div”开关将被测波形控制在屏幕的有效工作区域内,根据坐标刻度的划分读取整个波形在Y轴方向的度数H,那么被测电压的峰峰值VP-P就可以等于“V/div”开关的指示值与H的乘积,如果用探头测量, 探头的衰减要考虑进去,就是上面算出来的值要乘以10。
比如示波器的Y轴灵敏度开关“V/div”位于0.2步,被测波形在Y轴的坐标幅度H为5div,那么这个信号电压的峰峰值为1V。如果探针测量后仍显示上述值,则测量信号电压的峰峰值为10V。
(2)DC电压的测量
将Y轴输入耦合开关设置到“接地”位置,将触发模式开关设置到“自动”位置,这样屏幕上会显示一条水平扫描线,这条扫描线是一条零电平线。
将Y轴输入耦合开关设置到“DC”位置,并添加测量电压。此时扫描线在Y轴方向产生一个跳跃位移H,测得的电压是“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。引起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)等等。
2.比较测量方法
比较测量法是将一个已知的标准电压波形与被测电压波形进行比较,得到被测电压值。
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,使方便测量的高度Hx显示在荧光屏上并记录下来,“V/div”开关和微调旋钮的位置保持不变。去掉被测电压,在Y轴输入一个已知的可调标准电压Vs,调整标准电压的输出幅度,使其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测量电压的幅度。比较法可以避免垂直系统引起的和误差,从而提高测量精度。
(2)时间的测量
示波器的时基能产生与时间成线性关系的扫描线,所以荧光屏的水平刻度可以用来测量波形的时间参数,如周期信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升时间(上升沿)和下降时间(下降沿)、两个信号的时间差等等。
当示波器的扫描速度开关“t/div”的“微调”装置转到校准位置时,可根据“t/div”开关的指示值直接读出并计算出水平方向显示波形的刻度所代表的时间,从而更精确地计算出被测信号的时间参数。