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模拟示波器的技术指标与操作方法

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模拟示波器的技术指标与操作方法

    1.模拟示波器的主要技术指标

    1)频带宽度BW和上升时间tr

    示波器的频带宽度BW一般指Y通道的频带宽度。它是Y通道能有效输入信号的上、下限频率之差,即BW=FH-FL。现代示波器的下限频率一般延伸至0Hz,因此频带宽度可用上限频率FH来表示。

    上升时间tr用于表示在输入脉冲等瞬变信号时示波器Y通道的过渡特性(瞬态响应特性),即在Y通道输入端加一个理想的脉冲信号,显示波形从稳定幅度的10%上升到90%所需的时间,它反映出示波器Y通道能否跟得上输入信号变化的性能,上升时间越短,性能越好,可测信号的频率越高。

    频带宽度BW和上升时间tr之间存在的关系是:

    BWtr≈0.35

    式中: BW的单位为MHz,tr的单位为μs。

    2)扫描速度

    扫描速度是指荧光屏上单位时间内亮点水平移动的距离,单位cm/s,荧光屏上通常用间隔1cm的坐标线作为刻度线,因此扫描速度的单位也可表示为div/s(1div读作1格)。

    扫描速度的倒数称为时基因数,它表示单位距离代表的时间,示波器常用时基因数进行水平标度,单位可为μs/cm(或μs/div)、ms/cm(或ms/div)、s/cm(或s/div),在面板上通常按“1、2、5”的顺序分成很多挡。另外,示波器还设有时基因数“微调”旋钮和“扩充”旋钮,二者分别用于连续调节和成倍扩充波形宽度,它们置于“校准”、“×1”位置时,时基因数的实际大小等于“时基因数”旋钮指示的数值。

    3)偏转灵敏度

    偏转因数是指在输入信号作用下,亮点在荧光屏垂直方向移动1div所需的电压值。单位是V/div。

    偏转因数的倒数称为偏转灵敏度,单位为div/V,示波器常用偏转灵敏度进行垂直标度,按“1、2、5”的顺序分成很多挡。另外,示波器还设有偏转灵敏度“微调”旋钮,“微调”旋钮通过改变Y输出放大器的电压增益来连续调节波形的显示幅度。当“微调”旋钮置于“校准”位置时,偏转灵敏度的实际大小等于“偏转灵敏度”所指示的数值。

    4)输入阻抗Zi

    示波器输入阻抗Zi等效为输入电阻Ri和输入电容Ci的并联。通常规定Ri=(1%±5%) MΩ,要求Ci随频带宽度的增加而减小,Ci一般在35p F左右。测量高频信号时应考虑输入电容的影响。

    5)输入方式

    输入方式即输入耦合方式,一般有直流(DC)、交流(AC)和接地(GND)三种,可通过示波器面板选择。接地耦合将示波器Y通道输入短路,一般用于确定测量直流电压时零电平位置; 交流耦合可隔离被测信号中的直流及慢变化分量,抑制工频干扰,便于测量高频及交流瞬变信号; 直流耦合即直接耦合,将输入信号所有成分都加到示波器上。交替变换“交流耦合”和“直流耦合”可以测出交流信号中直流成分的大小。

    6)触发源选择方式

    触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号来源,一般有内触发(INT)、外触发(EXT)和线触发(LINE)三种方式。内触发是指由被测信号产生同步触发信号; 外触发是指由外部电路提供的信号产生同步触发信号; 线触发又称电源触发,是指利用示波器内部工频电源产生同步触发信号。

    7)触发(扫描)方式

    示波器触发方式一般有自动(AUTO)、常态(NORM)、单次(SING)等方式。有的示波器还设有电视场(TV-V)、电视行(TV-H)扫描方式。

    2.模拟示波器的操作方法

    1)使用前的检查

    示波器初次使用前或久藏复用时,有必要进行一次能否工作的简单检查和进行扫描电路稳定度、垂直放大电路直流平衡的调整。示波器在进行电压和时间的定量测试时,还必须进行垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准。

    2)使用步骤

    用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线,在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。

    (1)选择Y轴耦合方式。根据被测信号频率的高低,将Y轴输入耦合方式选择“AC—地—DC”开关置于AC或DC。

    (2)选择Y轴灵敏度。根据被测信号的大约峰-峰值(如果采用衰减探头,应除以衰减倍数; 在耦合方式取DC挡时,还要考虑叠加的直流电压值),将Y轴灵敏度选择V/div开关(或Y轴衰减开关)置于适当挡级。实际使用中如不需读测电压值,则可适当调节Y轴灵敏度微调(或Y轴增益)旋钮,使屏幕上显现所需要高度的波形。

    (3)选择触发(或同步)信号来源与极性。通常将触发(或同步)信号极性开关置于“+”或“-”挡。

    (4)选择扫描速度。根据被测信号周期(或频率)的大约值,将X轴扫描速度t/div(或扫描范围)开关置于适当挡级。实际使用中如不需读测时间值,则可适当调节扫速t/div微调(或扫描微调)旋钮,使屏幕上显示测试所需周期数的波形。如果需要观察的是信号的边沿部分,则扫速t/div开关应置于最快扫速挡。

    (5)输入被测信号。被测信号由探头衰减后(或由同轴电缆不衰减直接输入,但此时的输入阻抗降低、输入电容增大),通过Y轴输入端输入示波器。

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