搜档网
当前位置:搜档网 › 免费示波器离线分析软件入门

免费示波器离线分析软件入门

免费示波器离线分析软件入门
免费示波器离线分析软件入门

数字示波器基础知识

数字示波器基础知识 耦合 耦合控制机构决定输入信号从示波器前面板上的BNC输入端通到该通道垂直偏转系统其它部分的方式。耦合控制可以有两种设置方式,即DC耦合和AC耦合。 DC耦合方式为信号提供直接的连接通路。因此信号提供直接的连接通路。因此信号的所有分量(AC 和:DC)都会影响示波器的波形显示。 AC耦合方式则在BDC端和衰减器之间串联一个电容。这样,信号的DC分量就被阻断,而信号的低频AC分量也将受阻或大为衰减。示波器的低频截止频率就是示波器显示的信号幅度仅为其直实幅度为71%时的信号频率。示波器的低频截止频率主要决定于其输入耦合电容的数值。 和耦合控制机构有关的另一个功能是输入接地功能。这时,输入信号和衰减器断开并将衰减器输入端连至示波器的地电平。当选择接地时,在屏幕上将会看到一条位于0V电平的直线。这时可以使用位置控制机构来调节这个参考电平或扫描基线的位置。 输入阻抗 多数示波器的输入阻抗为1MΩ和大约25pF相关联。这足以满足多数应用场合的要求,因为它对多数电路的负载效应极小。 有些信号来自50Ω输出阻抗的源。为了准确的测量这些信号并避免发生失真,必须对这些信号进行正确的传送和端接。这时应当使用50Ω特性阻抗的电缆并用50Ω的负载进行端接。某些示波器,如PM3094和PM3394A,内部装有一个50Ω的负载,提供一种用户可选择的功能。为避免误操作,选择此功能时需经再次确认。由于同样的理由,50Ω输入阻抗功能不能和某些探头配合使用。 相加和反向 简单的把两个信号相加起来似乎没有什么实际意义。然百,把两个有关信号之一反向,再将二者相加,实际上就实现了两个信号的相减。这对于消除共模干扰(即交流声),或者进行差分测量都是非常有用的。 从一个系统的输出信号中减去输入信号,再进行适当的比例变换,就可以测出被测系统引起的失真。 由于很多电子系统本身就具有反向的特性,这样只要把示波器的两个输入信号相加就能实现我们所期望的信号相减。 带宽

示波器基础使用说明和功能详细讲解

示波器基础使用说明和功能详细讲解 2009/7/30/10:56 来源:慧聪教育网 【慧聪教育网】示波器基础使用说明和功能 说明和功能 我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。 普通的电压表是在其度盘上移动的指针或者数字显示来给出信号电压的测 量读数。而示波器则与共不同。示波器具有屏幕,它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间的变化,即波形。 示波器和电压表之间的主要区别是: 1.电压表可以给出祥测信号的数值,这通常是有效值即RMS值。但是电压表不能给出有关信号形状的信息。有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率。然而,示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况。 2.电压表通常只能对一个信号进行测量,而示波器则能同时显示两个或多个信号。 显示系统 示波器的显示器件是阴极射线管,缩写为CRT,见图1。阴极射线管的基础是一个能产生电子的系统,称为电子枪。电子枪向屏幕发射电子。电子枪发射的电子经聚焦形成电子束,并打在屏幕中心的一点上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就发出光来。 图1阴极射线管图 电子在从电子枪到屏幕的途中要经过偏转系统。在偏转系统上施加电压就可以使光点在屏幕上移动。偏转系统由水平(X)偏转板和垂直(Y)偏转板组成。这种偏转方式称为静电偏转。 在屏幕的内表面用刻划或腐蚀的方法作出许多水平和垂直的直线形成网络,称为标尺。标尺通常在垂直方向有8个,水平方向有10个,每个格为1cm。有的标尺线又进一步分成小格,并且还有标明0%和100%的特别线。这些特别的线和标明10%和90%的标尺配合使用以进行上升时间的测量。我们后面会讨论这个问题。 如上所述,受到电子轰击后,CRT上的荧光物质就会发光。当电子束移开后,荧光物质在一个短的时间内还会继续发光。这个时间称为余辉时间。余辉时间的长短随荧光物质的不同而变化。最常用的荧光物质是P31,其余辉时间小于一毫

示波器的基础学习知识原理和使用

示波器的原理和使用 示波器是一种用途广泛的基本电子测量仪器,用它能观察电信号的波形、幅度和频率等电参数。用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差,一些性能较好的示波器甚至可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。在实际应用中凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观测。 【实验目的】 1.了解示波器的基本结构和工作原理,掌握使用示波器和信号发生器的基本方法。2.学会使用示波器观测电信号波形和电压幅值以及频率。 3.学会使用示波器观察李萨如图并测频率。 图1-1 示波器结构图 【实验原理】 不论何种型号和规格的示波器都包括了如图1-1所示的几个基本组成部分:示波管(又称阴极射线管,cathode ray tube,简称CRT)、垂直放大电路(Y放大)、水平放大电路(X放大)、扫描信号发生电路(锯齿波发生器)、自检标准信号发生电路(自检信号)、触发同步电路、电源等。 1.示波管的基本结构

示波管的基本结构如图1-2所示。主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,全都密封在玻璃壳体内,里面抽成高真空。 (1)电子枪:由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒,被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒,套在阴极外面。它的电位比阴极低,对阴极发射出来的电子起控制作用,只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“辉度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度,从而改变了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多,电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、第一阳极与第二阳极电位之间电位调节合适时,电子枪内的电场对电子射线有聚集作用,所以, H-灯丝;K-阴极;G1,G2- 控制栅极;A1-第一阳极;A2-第二阳极;Y-竖直偏转板;X-水平偏转板 图1-2 示波管结构图 第一阳极也称聚集阳极。第二阳极电位更高,又称加速阳极。面板上的“聚集”调节,就是调第一阳极电位,使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还有“辅助聚集”,实际是调节第二阳极电位。 (2)偏转系统:它由两对互相垂直的偏转板组成,一对竖直偏转板,一对水平偏转板。在偏转板上加以适当电压,电子束通过时,其运动方向发生偏转,从而使电子束在荧光屏上产生的光斑位置也发生改变。 (3)荧光屏:屏上涂有荧光粉,电子打上去它就发光,形成光斑。不同材料的荧光粉发光的颜色不同,发光过程的延续时间(一般称为余辉时间)也不同。荧光屏前有一块透明的、带刻度的坐标板,供测定光点的位置用。在性能较好的示波管中,将刻度线直接刻在荧光屏玻璃内表面上,使之与荧光粉紧贴在一起以消除视差,光点位置可测得更准。2.波形显示原理

数字示波器的简单使用

预备实验:数字示波器使用方法(简介) 内容提示:1、数字示波器功能简介 2、示波器面板照 3、示波器各按钮操作功能 4、示波显示状态的含义 5、常用功能按钮的操作 6、垂直控制按钮的操作 7、水平控制按钮的操作显示 8、触发电平控制按钮的操作 9、操作注意事项 10、显示、测量直流信号 11、显示、测量交流信号 一、数字示波器功能简介 数字示波器是一种小巧,轻型、便携式的可用来进行以接地电平为参考点测量的数字式实时示波器。它的屏幕既能显示被测信号的波形,还能显示被测信号的电压幅度、周期、频率等有关电参数。 ADS1000CA特点: ●全新的超薄外观设计、体积小巧、携带更方便 ●彩色TFT LCD 显示,波形显示更清晰、稳定 ●双通道,带宽: 25MHZ-100MHZ ●实时采样率:1GSa/s ●存储深度:2Mpts ●丰富的触发功能:边沿、脉冲、视频、斜率、交替、延迟 ●独特的数字滤波与波形录制功能 ●Pass/Fail 功能 ●32 种自动测量功能 ●2 组参考波形、20 组普通波形、20 组设置内部存储/调出;支持波形、设置、CSV 和位图文件U 盘外部存储及调出 ●手动、追踪、自动光标测量功能 ●通道波形与FFT 波形同时分屏显示功能 ●模拟通道的波形亮度及屏幕网格亮度可调 ●弹出式菜单显示模式,用户操作更灵活、自然 ●丰富的界面显示风格:经典、现代、传统、简洁 ●多种语言界面显示,中英文在线帮助系统 ●标准配置接口:USB Host:支持U 盘存储并能通过U 盘进行系统软件升级; USB Device:支持PictBridge 直接打印及与PC 连接远程控制;RS-232

信号源基础知识

信号源基础知识

信号源基础知识 1、认识函数信号发生器 信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器,而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。众所周知,数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟,其锁相环( PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准,而且相位抖动(phase Jitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态,但毕竟是数字式信号源,数字电路与模拟电路之间的干扰,始终难以有效克服,也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器。 谈及模拟式函数信号源,结构图如下: 这是通用模拟式函数信号发生器的结构,是以三角波产生电路为基础经二极管所构成的正

弦波整型电路产生正弦波,同时经由比较器的比较产生方波。 而三角波是如何产生的,公式如下: 换句话说,如果以恒流源对电容充电,即可产生正斜率的斜波。同理,右以恒流源将储存在电容上的电荷放电即产生负斜率的斜波,电路结构如下: 当I1 =I2时,即可产生对称的三角波,如果I1 > >I2,此时即产生负斜率的锯齿波,同理I1 < < I2即产生正斜率锯齿波。 再如图二所示,开关SW1的选择即可让充电速度呈倍数改变,也就是改变信号的频率,这也就是信号源面板上频率档的选择开关。同样的同步地改变I1及I2,也可以改变频率,这也就是

信号源上调整频率的电位器,只不过需要简单地将原本是电压信号转成电流而已。 而在占空比调整上的设计有下列两种思路: 1、频率(周期)不变,脉宽改变,其方法如下: 改变电平的幅度,亦即改变方波产生电路比较器的参考幅度,即可达到改变脉宽而频率不变的特性,但其最主要的缺点是占空比一般无法调到20%以下,导致在采样电路实验时,对瞬时信号所采集出来的信号有所变动,如果要将此信号用来作模数(A/D)转换,那么得到的数字信号就发生变动而无所适从。但不容否认的在使用上比较好调。 2、占空比变,频率跟着改变,其方法如下:

示波器基础(一)——示波器基础知识之一

示波器基础(一)——示波器基础知识之一1.1 说明和功能 我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。 普通的电压表是在其度盘上移动的指针或者数字显示来给出信号电压的测量读数。而示波器则与共不同。示波器具有屏幕,它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间的变化,即波形。 示波器和电压表之间的主要区别是: 1.电压表可以给出祥测信号的数值,这通常是有效值即RMS值。但是电压表不能给出有关信号形状的信息。有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率。然而,示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况。 2.电压表通常只能对一个信号进行测量,而示波器则能同时显示两个或多个信号。 显示系统 示波器的显示器件是阴极射线管,缩写为CRT,见图1。阴极射线管的基础是一个能产生电子的系统,称为电子枪。电子枪向屏幕发射电子。电子枪发射的电子经聚焦形成电子束,并打在屏幕中心的一点上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就发出光来。

图1 阴极射线管图 电子在从电子枪到屏幕的途中要经过偏转系统。在偏转系统上施加电压就可以使光点在屏幕上移动。偏转系统由水平(X)偏转板和垂直(Y)偏转板组成。这种偏转方式称为静电偏转。 在屏幕的内表面用刻划或腐蚀的方法作出许多水平和垂直的直线形成网络,称为标尺。标尺通常在垂直方向有8个,水平方向有10个,每个格为1cm。有的标尺线又进一步分成小格,并且还有标明0%和100%的特别线。这些特别的线和标明10%和90%的标尺配合使用以进行上升时间的测量。我们后面会讨论这个问题。 如上所述,受到电子轰击后,CRT上的荧光物质就会发光。当电子束移开后,荧光物质在一个短的时间内还会继续发光。这个时间称为余辉时间。余辉时间的长短随荧光物质的不同而变化。最常用的荧光物质是P31,其余辉时间小于一毫秒(ms).而荧光物质P7的余辉时间则较长,约为300ms,这对于观察较慢的信号非常有用。P31材料发射绿光,而P7材料发光的颜色为黄绿色。 将输入信号加到Y轴偏转板上,而示波器自己使电子束沿X轴方向扫描。这样就使得光点在屏幕上描绘出输入信号的波形。这样扫出的信号波形称为波形轨迹。 影响屏幕的控制机构有:

数字示波器使用方法

数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点,其使用日益普及。由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异,如果使用不当,会产生较大的测量误差,从而影响测试任务。 区分模拟带宽和数字实时带宽 带宽是示波器最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值,而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽,数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关(数字实时带宽=最高数字化速率/K),一般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出,模拟带宽只适合重复周期信号的测量,而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆,实际上指的是模拟带宽,数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz,实际上是指其模拟带宽为500MHz,而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时,一定要参考数字示波器的数字实时带宽,否则会给测量带来意想不到的误差。 有关采样速率 采样速率也称为数字化速率,是指单位时间内,对模拟输入信号的采样次数,常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的一项重要指标。 1.如果采样速率不够,容易出现混迭现象 如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号,示波器显示的信号频率却是50KHz,这是怎么回事呢?这是因为示波器的采样速率太慢,产生了混迭现象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率,或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了,而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。那么,对于一个未知频率的波形,如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢?可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档,看波形的频率参数是否急剧改变,如果是,说明波形混迭已经发生;或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来,也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯特定理,采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不会发生混迭,如一个500MHz的信号,至少需要1GS/s的采样速率。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生: ·调整扫速; ·采用自动设置(Autoset); ·试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式,因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值,而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值,这两种方法都能检测到较快的信号变化。 ·如果示波器有Insta Vu采集方式,可以选用,因为这种方式采集波形速度快,用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。 2.采样速率与t/div的关系 每台数字示波器的最大采样速率是一个定值。但是,在任意一个扫描时间t/div,采样速率fs由下式给出: fs=N/(t/div) N为每格采样点

数字示波器使用方法总结

数字示波器使用小方法 前言 本文的结构逐条编排,目的是使内容成为开放性和可添加型的,欢迎有经验的同事增加新的内容。 对本文中用到按键符号作如下规定: TRIGGER MENU→Type(main)→Edge(pop-up)→Coupling(main)→DC(Side) 代表按面板上的TRIGGER MENU键,再按显示屏下方的T ype键,重复按这个钮直到Edge高亮显示,再按显示屏下方的Coupling,再按显示屏右侧的DC键。 注:main代表显示屏下方的键,Side代表显示屏右方的键,pop-up代表一直按此键,直到项目高亮显示。 目录 一.安全问题 (1) 二.使用探头 (2) 三.触发方式 (11) 四.测试方法 (15) 五.小常识、小经验 (23)

一.安全问题 结论一示波器电源线要用三相插头良好接地(即接实验室的地线)说明为了避免电冲击对示波器造成损伤,输出及输入端进行电气连接前要保证示波器良好接地。 结论二探头地线只能接电路板上的地线,不可以搭接在电路板的正、负电源端说明交流供电系统或经整流后直流供电的系统的地一般都是接大地的。探头的地也是经示波器安全地线接大地的。如果探头的地搭在电路板上不是地的点上,就会造成此点和电源地短路,轻者使电路板工作不正常,重者会烧坏电路板或探头,造成严重后果。 尤其注意不能把探头的地接到电路板上的正、负电源端。 结论三不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头。 说明避免对示波器和探头造成损伤,尤其是有源探头。厂家说明。 结论四信号的幅度不要超过探头和示波器的安全幅度,以免造成损坏说明信号幅度超过±40V时,用有源探头P6245和P6243测量会造成探头的损坏。不同探头的幅度量程是不同的,要留心探头及示波器上的说明文字。

示波器基本使用方法

示波器基本使用方法文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

示波器基本使用方法 荧光屏 荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线,指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间,垂直方向指示电压。水平方向分为10格,垂直方向分为8格,每格又分为5份。垂直方向标有0%,10%,90%,100%等标志,水平方向标有10%,90%标志,供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV,TIME/DIV)能得出电压值与时间值。 示波管和电源系统 1.电源(Power) 示波器主电源开关。当此开关按下时,电源指示灯亮,表示电源接通。 2.辉度(Intensity) 旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些,高频信号时大些。一般不应太亮,以保护荧光屏。 3.聚焦(Focus) 聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦成最清晰状态。 4.标尺亮度(Illuminance)

此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下,照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中,可适当调亮照明灯。 2.3 垂直偏转因数和水平偏转因数 1.垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调 在单位输入信号作用下,光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度,这一定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为cm/V,cm/mV或者DIV/mV,DIV/V,垂直偏转因数的单位是V/cm,mV/cm或者V/DIV,mV/DIV。实际上因习惯用法和测量电压读数的方便,有时也把偏转因数当灵敏度。 踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1,2,5方式从 5mV/DIV到5V/DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V/DIV档时,如果屏幕上信号光点移动一格,则代表输入信号电压变化1V。 每个波段开关上往往还有一个小旋钮,微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底,处于“校准”位置,此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时针旋转此旋钮,能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后,会造成与波段开关的指示值不一致,这点应引起注意。许多示波器具有垂直扩展功能,当微调旋钮被拉出时,垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如,如果波段开关指示的偏转因数是1V/DIV,采用×5扩展状态时,垂直偏转因数是0.2V/DIV。 在做数字电路实验时,在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。

信号源基础知识

信号源基础知识 1、认识函数信号发生器 信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器,而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。众所周知,数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟,其锁相环( PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准,而且相位抖动(phase Jitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态,但毕竟是数字式信号源,数字电路与模拟电路之间的干扰,始终难以有效克服,也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器。 谈及模拟式函数信号源,结构图如下: 这是通用模拟式函数信号发生器的结构,[是以三角波产生电路为基础经二极管所构成的正弦波整型电路产生正弦波,同时经由比较器的比较产生方波]。 而三角波是如何产生的,公式如下: 换句话说,如果以恒流源对电容充电,即可产生正斜率的斜波。同理,右以恒流源将储存在电容上的电荷放电即产生负斜率的斜波,电路结构如下: 当I1 =I2时,即可产生对称的三角波,如果I1 > >I2,此时即产生负斜率的锯齿波,同理I1 < < I2即产生正斜率锯齿波。 再如图二所示,开关SW1的选择即可让充电速度呈倍数改变,也就是改变信号的频率,这也就是信号源面板上频率档的选择开关。同样的同步地改变I1及I2,也可以改变频率,这也就是信号源上调整频率的电位器,只不过需要简单地将原本是电压信号转成电流而已。 而在占空比调整上的设计有下列两种思路:

1、频率(周期)不变,脉宽改变,其方法如下: [改变电平的幅度,亦即改变方波产生电路比较器的参考幅度,即可达到改变脉宽而频率不变的特性],但其最主要的缺点是占空 比一般无法调到20%以下,导致在采样电路实验时,对瞬时信号所采集出来的信号有所变动,如果要将此信号用来作模数(A/D)转换,那么得到的数字信号就发生变动而无所适从。但不容否认的在使用上比较好调。 2、占空比变,频率跟着改变,其方法如下: 将方波产生电路比较器的参考幅度予以固定(正、负可利用电路予以切换),改变充放电斜率,即可达成。 这种方式的设计一般使用者的反应是“难调”,这是大缺点,但它可以产生10%以下的占空比却是在采样时的必备条件。 以上的两种占空比调整电路设计思路,各有优缺点,当然连带的也影响到是否能产生“像样的”锯齿波。 接下来PA(功率放大器)的设计。首先是利用运算放大器(OP) ,再利用推拉式(push-pull)放大器(注意交越失真Cross-distortion 的预防)将信号送到衰减网路,这部分牵涉到信号源输出信号的指标,包含信噪比、方波上升时间及信号源的频率响应,好的信号源当然是正弦波信噪比高、方波上升时间快、三角波线性度要好、同时伏频特性也要好,(也即频率上升,信号不能衰减或不能减太大),这部分电路较为复杂,尤其在高频时除利用电容作频率补偿外,也牵涉到PC板的布线方式,一不小心,极易引起振荡,想设计这部分电路,除原有的模拟理论基础外尚需具备实际的经验,“Try Error”的耐心是不可缺少的。 PA信号出来后,经过π型的电阻式衰减网路,分别衰减10倍(20dB)或100倍(40dB),此时一部基本的函数波形发生器即已完成。(注意:选用π型衰减网络而不是分压电路是要让输出阻抗保持一定)。 一台功能较强的函数波形发生器,还有扫频、VCG、TTL、 TRIG、 GATE及频率计等功能,其设计方式在此也顺便一提: 1. 扫频:一般分成线性(Lin)及对数(Log)扫频; 2. VCG:即一般的FM,输入一音频信号,即可与信号源本身的信号产生频率调制; 上述两项设计方式,第1项要先产生锯齿波及对数波信号,并与第2项的输入信号经过多路器(Multiplexer)选择,然后再经过电压对电流转换电路,同步地去加到图二中的I1、I2上; 但注意这样的TTL信号须再经过缓冲门(buffer)后才能输出,以增加扇出数(Fan Out),通常有时还并联几个buffer。而TTL INV 则只要加个NOT Gate即可;

示波器基础

示波器基础——测量和练习 1 如何进行测量 在本书的前两章中我们 介绍了示波器上可以用来影 响信号波形显示的各种控制 机构。在这一章里我们将要讲 座重要的波形参数,并且还将 介绍如何使用示波器来测量 这些参数。 示波器可以测量两个基 本的量,即电压和时间。从这 两个量出发,用手工的方法使 用光标或者用自动的方法进行所有其它波形参数的测量。 在进行测量时,了解自己的示波器的能力是很重要的。不要试图在一个20MHz的示波器上观察一个1 0MHz的方波,因为在这种情况下不可能看到方波的真实形状,10MHz的方波中包含有10MHz的正弦波基波,以及30MHz、50MHz、70MHz等的谐波。在10MHz的示波器上,也有可能看到30MHz谐波的部分效果(虽然其幅度不正确),但是下一个谐波分量的频率是示波器带宽的2.5倍!所以这时您在示波器上看到的波形将更象一个正弦波而不象方波(见图50)。 对于上升时间的测量来说,情况也是这样。如果您使用一台上升时间比被测信号的上升时间快10倍的示波器来进行测量,那么示波器本身的上升时间对测量的影响将几乎可以忽略。然而如果示波器的被测信号的上升时间相同,那么引起的测量误差可高达41%。 若干标准波形 三种最常见的波形是正弦波、三角波和方波(见图51)。这些波形在任何函数发生器上都可以找到,并且在实际工作中也常常遇到。

正弦波包含单一的频率分量;而方波和三角波则由很多不同的相关正弦谐波组成。方波由基波的奇次 谐波构成,三角波由基波的偶次谐波构成。 这些波形在时间上和幅度上都是对称的。 这些波形还有其变形形式,这通常是波 形发生对称变化的结果。这样一来,三角波 变成了锯齿波(从其开头而得名),而方波 变成了矩形波。 波形的一个完整的周波叫作一个周期。 一个周期就是从一个周波的某一点到下一个周波相应点所需要的时间(见图52)。 频率是在一秒钟之内所发生的波形的周波数。 所以如果我们用1秒除以一个周期所需的时间就得到了用Hz表示的频率。 例如,周期=1ms则 频率=1/10×10-3=1000Hz=1KHz 重复发生的波形称为重复性波形或周期性波形。这是最容易测量的波形。 对重复性波形或周期性波形最常测量的另一个参数是波形的幅度。幅度是一个波形上从最高点到最低之间的电压。这又称之为峰(一)峰值幅度或Vp-p(见图52)。

示波器的认识及使用

调整与使用示波器 郭明超 09015008 1.实验目的 (1)了解示波器的基本结构,熟悉数字示波器的调节和使用; (2)学会用数字示波器观测电压波形; (3)通过观测李萨如图形,学会一种用示波器测量频率和相位的方法。 2.实验仪器 GDS-2062数字示波器一台,F-05数字合成函数信号发生器一台。 3.实验原理 (1) 示波器的基本机构 示波器的规格和型号较多,但所有的示波器所具有的基本结构都相同,大致可分为:示波管(又称阴极射线管)、X 轴放大器和Y 轴放大器(含各自的衰减器)、锯齿波发生器等,见图8-1所示。 ○1示波管 示波管是示波器的核心部件,它主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分,这三部分全部被密封在高真空的玻璃外壳内(如图8-2所示)。电子枪有灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极共五部分组成。灯丝通电后加热表面涂有氧化物的金属圆筒(即阴极),使之发射电子。控制栅极是一个套在阴极外面的金属圆筒,其顶端有一小孔,它的电位比阴极低,对阴极发射出来的电子起减速作用, 只有初速度较大的电子才可能穿过栅极顶端的小孔,进入加速区的阳极。因此控制栅极实际上起控制电子流密度的作用。调整示波器面板上的“亮度”旋纽,其实就是调节栅极电位改变飞出栅极的电子数目,飞出的电子数目越多,荧光屏上亮斑就越亮。从栅极飞出来的电子再经过第一阳极和第二阳极的加速与聚焦后打到荧光屏上形成一个明亮清晰的小圆点。偏转系统是由两对相互垂直的电极板组成。电子束通过偏转系统时,同时受到两个相互垂直方向的电场的作用,荧光屏上小亮点的运动轨迹就是电子束在这两个方向运动的叠加。 ○ 2X 、Y 轴电压放大器和衰减器 由于示波管本身的X 及Y 偏转板的灵敏度不高(约0.1~1mm /V ),当加在偏转板上的信号电压较小时,电子束不能发生足够的偏转,屏上的光点位移较小,不便观测。这就需要 Y 输入 X 图8-1 示波器的基本结构图 偏转系统 图8-2 示波管结构图

示波器常识讲课教案

示波器的触发功能 汪进进美国力科公司深圳代表处 我记得初入力科的时候,在关于示波器的三天基础知识培训中有一整天的时间都是在练习触发功能。“触发”似乎是初学者学习示波器的难点。我们常帮工程师现场解决关于触发 的测试问题的案例也很多。通常有些工程师只知道“Auto Setup”之后看到屏幕上有波形然后“Stop”下来再展开波形左右移动查看细节。因此,我有时候甚至接到这样的电话,质疑我们的示波器有问题,因为他在”Auto Setup”之后看到的波形总是在屏幕上来回“晃动”。但是当我问他触发源设置得对不对,触发电平设置得合适否,是否采用了合适的触发方式等问题时,我没有得到答案; 即使有时遇到我心目中的高手,我也常发现他们对触发的基本概念都没有建立起来。我喜欢在写作某个主题之前google一下,但是很遗憾我没有找到一篇堪称完整的启蒙文章。虽然三家示波器厂家的PPT讲稿中都有很多关于触发的,但细致介绍触发的 中文文章真的很少。当然,这也是幸运的,因为我的拙文也许将是很多工程师茅塞顿开的启蒙之作。 触发是数字示波器区别于模拟示波器的最大特征之一。数字示波器的触发功能非常地丰富,通过触发设置使用户可以看到触发前的信号也可以看到触发后的信号。对于高速信号的分析,其实很少去谈触发,因为通常是捕获很长时间的波形然后做眼图和抖动分析。触发可能对于低速信号的测量应用得频繁些,因为低速信号通常会遇到很怪异的信号需要通过触发来隔离。假如示波器的触发电路坏了,示波器仍然可以工作,只是这时候看到的波形在屏幕上来回“晃动”,或者说在屏幕上闪啊闪的。这其实相当于您将触发模式设置为“Auto”状态并把触发电平设置得超过信号的最大或最小幅值。示波器的采集存储器是一个循环缓存,新的数据会不断覆盖老的数据,直到采集过程结束。如图一所示。没有触发电路,这些采集的数据不断地这样新老交替,在屏幕上视觉上感觉波形在来回“晃动”。Auto Setup是自动触发设置,示波器根据被测信号的特点自动设置示波器的水平时基,垂直灵敏,偏置和触发条件,使得波形能显示在示波器上。其主要目的是保证波形能显示出来,这对于拿到示波器不知道如何使波形“出来”的新手是有用的。但如果不理解触发的概念,通过Auto Setup的设置就开始观察,测量甚至得出结论是不对的。示波器毕竟是工程师的眼睛,工程师需要透彻掌握这个工具,用好这双眼睛。 所谓触发,按专业上的解释是:按照需求设置一定的触发条件,当波形流中的某一个波形满足这一条件时,示波器即实时捕获该波形和其相邻部分,并显示在屏幕上。触发条件的唯一

示波器基础知识

示波器基础知识 示波器是一种图形显示设备,它描绘电信号的波形曲线。这一简单的波形能够说明信号的许多特性:信号的时间和电压值、振荡信号的频率、信号所代表电路中“变化部分”信号的特定部分相对于其它部分的发生频率、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的直流成份(DC)和交流成份(AC)、信号的噪声值和噪声随时间变化的情况、比较多个波形信号等。 1、示波器的发展过程 初期主要为模拟示波器 廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代,雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具,泰克成功开发带宽10MHz的同步示波器,这是近代示波器的基础。五十年代半导体和电子计算机的问世,促进电子示波器的带宽达到10 0MHz。六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献,出现带宽6GHz的取样示波器、带宽4GHz的行波示波管、1GHz的存储示波管;便携式、插件式示波器成为系列产品。七十年代模拟式电子示波器达到高峰,行谱系列非常完整,带宽1GHz的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平,为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。模拟示波器从此没有更大的进展,开始让位于数字示波器,英国和法国甚至退出示波器市场,技术以美国领先,中低档产品由日本生产。 模拟示波器要提高带宽,需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能,对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理,以及多种触发和预前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起,成果累累,大有全面取代模拟示波器之势,模拟示波器逐渐从前台退到后台。

但是在发展初期模拟示波器的某些特点,却是数字示波器所不具备的: ○操作简单:全部操作都在面板上可以找到,波形反应及时,数字示波器往往要较长处理时间。 ○垂直分辨率高:连续而且无限级,数字示波器分辨率一般只有8位至1 0位。 ○数据更新快:每秒捕捉几十万个波形,数字示波器每秒捕捉几十个波形。 ○实时带宽和实时显示:连续波形与单次波形的带宽相同,数字示波器的带宽与取样率密切相关,取样率不高时需借助内插计算,容易出现混淆波形。 简而言之,模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形,在规定的带宽内可非常放心进行测试。人类五官中眼睛视觉神经十分灵敏,屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断,细微变化都可感知。因此,刚开始模拟示波器深受使用者的欢迎。 中期数字示波器独领风骚 八十年代的数字示波器处在转型阶段,还有不少地方要改进,美国的TEK 公司和HP公司都对数字示波器的发展作出贡献。它们后来停产模拟示波器,并且只生产性能好的数字示波器。进入九十年代,数字示波器除了提高带宽到1G Hz以上,更重要的是它的全面性能超越模拟示波器。出现所谓数字示波器模拟化的现象,换句话说,尽量吸收模拟示波器的优点,使数字示波器更好用。 数字示波器首先在取样率上提高,从最初取样率等于两倍带宽,提高至五倍甚至十倍,相应对正弦波取样引入的失真也从100%降低至3%甚至1%。带宽1 GHz的取样率就是5GHz/s,甚至10GHz/s。 其次,提高数字示波器的更新率,达到模拟示波器相同水平,最高可达每秒40万个波形,使观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲的能力大为增强。

数字示波器的使用

实验原理 1、双踪示波器的原理: 双踪示波器控制电路主要包括:电子开关、垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路、电源等。 Y CH1 Y CH2 图1. 双踪示波器原理方框图 其中,电子开关使两个待测电压信号YCH1和YCH2周期性地轮流作用在Y偏转板,这样在荧光屏上忽而显示YCH1信号波形,忽而显示YCH2信号波形。由于荧光屏荧光物质的余辉及人眼视觉滞留效应,荧光屏上看到的是两个波形。 如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同,屏上出现的是一移动的不稳定图形,这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍,以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。为了获得一定数量的完整周期波形,示波器上设有“time/div”调节旋钮,用来调节锯齿波电压的周期,使之与被测信号的周期呈合适的关系,从而显示出完整周期的正弦波形。 当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍,屏上一般会显示出完整周期的正弦波形,但由于环境或其他因素的影响,波形会移动,为此

示波器内装有扫描同步电路,同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号,输入到扫描发生器,迫使锯齿波与待测信号同步,此称为“内同步”。如果同步电路信号从仪器外部输入,则称为“外同步”。操作时,使用“电平(LEVEL)”旋钮,改变触发电平高度,当待测电压达到触发电平时,扫描发生器开始扫描,直到一个扫描周期结束。但如果触发电位高度超出所显示波形最高点或最低点的范围,则扫描电压消失,扫描停止。 2.示波器显示波形原理: 如果在示波器的YCH1或YCH2端口加上正弦波,在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波,当锯齿波电压的变化周期与正弦电压的变化周期相等时,则在荧光屏上将显示出完整周期的正弦波形,如图2所示。如果在示波器的YCH1、YCH2端口同时加上正弦波,在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波,则在荧光屏上将得到两个正弦波。 图2. 示波器显示正弦波形的原理 3、数字存储示波器的基本原理 数字存储示波器的基本原理框图如图3所示:

示波器基础知识

示波器基本知识大普及 数字示波器基本原理 示波器主要有五大功能:即对信号进行捕获,观察,测量,分析和存档。被测信号经过探头和前端放大器以及归一化后转换成 ADC 可以接受的电压范围,采样保持电路按固定的采样率将信号分割成一个个独立的采样电平,ADC 将这些电平转化为数字的采样点,这些数字的采样点保存在采集存储器里送显示和测量分析。 带宽 如无特别说明,通常谈到的带宽是指模拟带宽,除此之外还有数字带宽、系统带宽、触发带宽等。模拟带宽就是示波器前端放大器幅频特性曲线的截止频率点。示波器带宽的限制对信号的捕获影响如下:1,延长被测信号上升时间;2,减少了被测信号的频率分量;3,使被测信号相位失真。目前实时示波器的最高带宽达到了 45GHz,是由力科公司提供的。 如何选择带宽 选择带宽主要考虑被测信号的类型和我们期望的测量准确度,关键是上升时间和幅度测量的准确度。对时钟和快沿信号而言,可以从上 升时间角度来选择,建议示波器的上升时间小于被测信号上升时间的 1/3;对于串行信号来说,当示波器带宽是波特率的 1.8 倍时可以覆盖信号 能量的 99%,当然,这是基于一个前提,被测信号的上升时间要大于 20%的 UI。 示波器的上升时间=0.35/带宽,0.35 是基于高斯响应曲线推导出来的理想值。实际值可能在 0.35-0.45 之间,具体大小可以查看产品的Datasheet 确认。 采样率/存储深度/可分析的存储深度 深度采样率表示示波器每秒钟等时间间隔采样多少个点。存储深度表示示波器当前保存的采样点的个数。把经过 A/D 转换的八位二进制波形信息存储到示波器的高速 CMOS 存储器中就是示波器的存储,这个存储器的容量就是存储深度。存储深度=采样率 X 采样时间,这个关系式非常重要。可分析的存储深度表示示波器有能力分析采样下来的波形的最多的点数。目前世界上最高采样率(120GS/s)和最高可分析存储深度 (768Mpts)是由力科公司提供的。 插值 示波器通常有两种插值方法,一种是线性插值,即将采样的点和点直接相连,另外一种是 sin(x)/x 插值,假设信号是按正弦规律变化,在两个点之间补充若干个点再连成线。对于正弦信号,采用 sin(x)/x 插值可以弥补采样率的不足。对于方波信号,采样率不足情况下采用 sin(x)/x 插值会带来波形的过冲和下冲等假象。 触发 触发的首要目的是隔离感兴趣的事件,引申的目的是稳定同步显示波形。触发是数字示波器区别于模拟示波器最大的特点之一。触发设置时要“眼观五路”: 触发源,触发点,触发电平,触发方式,触发模式。力科示波器具有独特的四级硬件触发,组合触发方式达到 2500 种以上。 触发模式 示波器有 Auto,Normal,Single 等触发模式。 Auto 表示示波器按固定的时间间隔强制触发,不管触发条件是否满足。 Normal 表示示波 器满足触发条件才触发,不满足触发条件则不触发。 Single 表示满足条件就触发一次,进入 Stop 状态。测试时通常用上升沿触发和 Auto 模式,使波形在触发点相对于上升沿是稳定的,再使用其它特别的触发方式和 Normal 模式来定位异常信号。 AIM AIM 是 All In one time Measurement 的缩写,表示同时测量屏幕上捕获到的所有波形的参数。这是力科示波器区别于其它示波器的重要特征。其它示波器仅仅测量屏幕上捕获到的波形中的一个脉冲的参数。譬如屏幕上捕获到的是 1 千万个脉冲,力科示波器可以同时测量出这 1 千万个脉冲的上升时间,下降时间,周期,频率等参数,而其它示波器只能测量出这 1 千万个脉冲中的一个脉冲的参数。 WaveScan WaveScan 被称为示波器的中 google,能够实时地对采集到的波形进行测量分析,搜索出感兴趣的信号,可对搜索到的信号进行列表显示、高亮标识和放大观察,可以静态的“查找”,也可以动态的“扫描”。动态扫描时,当查找到感兴趣的信号时,示波器可以产生“停止捕获, 发出告警声,自动保存波形,打印屏幕,产生报告”等各种动作,从而实现“无人值守”的排查异常信号的作用。 TriggerScan TriggerScan 是一种新的智能硬件扫描功能,是力科第四代示波器的独特创新。该功能通过“触发训练器”对采集到的正常波形进行学习, 产生一系列的触发组合,示波器件自动地按这些触发方式轮流触发信号,从而快速定位到异常罕见的信号。 顺序模式 顺序模式就是将示波器的采集存储器分成若干等份,每一等份中只放入当前触发到的波形,触发一次,保存一次。在顺序模式下,示波器 的波形捕获率可达到 150 万次/秒。力科的顺序模式功能有独特的“时间标签”功能,可查看每次捕获到的波形的时刻以及时相邻两次出现的 时间间隔。 直方图和参数追踪图 参数直方图描绘了参数在一定范围内出现的概率。其横轴表示参数的大小,纵轴表示参数出现的概率。参数直方图可显示和分析信号关键特 征的稳定性和抖动。参数追踪图反应了参数值随时间的变化轨迹。通过对某一测量参数(如 TIE、周期、幅度等测量参数)的变化情况的实时 追踪来分析该参数的变化趋势,继而分析引起参数变化的原因,为电路调试提供指导。

示波器基础系列

示波器基础系列之一——关于示波器带宽 带宽被称为示波器的第一指标,也是示波器最值钱的指标。示波器市场的划分常以带宽作为首要依据,工程师在选择示波器的时候,首先要确定的也是带宽。在销售过程中,关于带宽的故事也特别多。 通常谈到的带宽没有特别说明是指示波器模拟前端放大器的带宽,也就是常说的-3dB截止频率点。此外,还有数字带宽,触发带宽的概念。 我们常说数字示波器有五大功能,即捕获(Capture),观察(View),测量(Measurment),分析(Analyse)和归档(Document)。这五大功能组成的原理框图如图1所示。 图1,数字示波器的原理框图 捕获部分主要是由三颗芯片和一个电路组成,即放大器芯片,A/D芯片,存储器芯片和触发器电路,原理框图如下图2所示。被测信号首先经过探头和放大器及归一化后成ADC可以接收的电压范围,采样和保持电路按固定采样率将信号分割成一个个独立的采样电平,ADC将这些电平转化成数字的采样点,这些数字采样点保存在采集存储器里送显示和测量分析处理。 图2,示波器捕获电路原理框图

示波器放大器的典型电路如图3所示。这个电路在模拟电路的教科书上处处可见。这种放大器可以等效为R C低通滤波器如图4所示。由此等效电路推导出输出电压和输入电压的关系,得出理想的幅频特性的波特图如图5所示。 图3,放大器的典型电路 图4,放大器的等效电路模型

至此,我们知道带宽f2即输出电压降低到输入电压70.7%时的频率点。根据放大器的等效模型,我们可进一步推导示波器的上升时间和带宽的关系式,即我们常提到的0.35的关系:上升时间=0.35/带宽,推导过程如下图6所示。需要说明的是,0.35是基于高斯响应的理论值,实际测量系统中这个数值往往介于0.35-0.45之间。在示波器的datasheet上都会标明“上升时间”指标。示波器测量出来的上升时间与真实的上升时间之间存在下面的关系式。在对快沿信号测试中,需要通过该关系式来修正实际被测信号的上升时间。 Measured risetime(tr)2 = (tr signal)2+(tr scope)2+(tr probe)2

相关主题