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示波器_百度百科

百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心示波器播报讨论上传视频电子测量仪器收藏查看我的收藏0有用+10本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。中文名示波器外文名oscilloscope属性电子测量仪器应用学科机械工程；电测量仪器仪表领域工程技术范围能源目录1简介2分类3基本构成▪显示电路▪Y轴放大电路▪X轴放大电路▪扫描同步电路▪电源供给电路4基本原理▪波形显示▪双线示波▪双踪示波5仪器分类▪模拟式▪数字式6参数特征▪通道数分类▪带宽分类▪使用方法7常见故障现象及原因8测试应用▪电压的测量▪时间的测量▪相位的测量▪频率的测量9其他相关简介播报编辑示波器是一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。分类播报编辑按照信号的不同分类模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子枪）电子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏幕上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就会发出光来。数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后，数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器。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，以及多种触发和超前触发能力。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，模拟示波器的确从前台退到后台。按照结构和性能不同分类①普通示波器。电路结构简单，频带较窄，扫描线性差，仅用于观察波形。②多用示波器。频带较宽，扫描线性好，能对直流、低频、高频、超高频信号和脉冲信号进行定量测试。借助幅度校准器和时间校准器，测量的准确度可达±5%。③多线示波器。采用多束示波管，能在荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形，没有时差，时序关系准确。④多踪示波器。具有电子开关和门控电路的结构，可在单束示波管的荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形。但存在时差，时序关系不准确。⑤取样示波器。采用取样技术将高频信号转换成模拟低频信号进行显示，有效频带可达GHz级。⑥记忆示波器。采用存储示波管或数字存储技术，将单次电信号瞬变过程、非周期现象和超低频信号长时间保留在示波管的荧光屏上或存储在电路中，以供重复测试。⑦数字示波器。内部带有微处理器，外部装有数字显示器，有的产品在示波管荧光屏上既可显示波形，又可显示字符。被测信号经模一数变换器（A/D变换器）送入数据存储器，通过键盘操作，可对捕获的波形参数的数据，进行加、减、乘、除、求平均值、求平方根值、求均方根值等的运算，并显示出答案数字。基本构成播报编辑显示电路显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。（1）电子枪电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流，去轰击荧光屏使之发光。它主要由灯丝F、阴极K、控制极G、第一阳极A1、第二阳极A2组成。除灯丝外，其余电极的结构都为金属圆筒，且它们的轴心都保持在同一轴线上。阴极被加热后，可沿轴向发射电子；控制极相对阴极来说是负电位，改变电位可以改变通过控制极小孔的电子数目，也就是控制荧光屏上光点的亮度。为了提高屏上光点亮度，又不降低对电子束偏转的灵敏度，现代示波管中，在偏转系统和荧光屏之间还加上一个后加速电极A3。第一阳极对阴极而言加有约几百伏的正电压。在第二阳极上加有一个比第一阳极更高的正电压。穿过控制极小孔的电子束，在第一阳极和第二阳极高电位的作用下，得到加速，向荧光屏方向作高速运动。由于电荷的同性相斥，电子束会逐渐散开。通过第一阳极、第二阳极之间电场的聚焦作用，使电子重新聚集起来并交汇于一点。适当控制第一阳极和第二阳极之间电位差的大小，便能使焦点刚好落在荧光屏上，显现一个光亮细小的圆点。改变第一阳极和第二阳极之间的电位差，可起调节光点聚焦的作用，这就是示波器的“聚焦”和“辅助聚焦”调节的原理。第三阳极是示波管锥体内部涂上一层石墨形成的，通常加有很高的电压，它有三个作用：①使穿过偏转系统以后的电子进一步加速，使电子有足够的能量去轰击荧光屏，以获得足够的亮度；②石墨层涂在整个锥体上，能起到屏蔽作用；③电子束轰击荧光屏会产生二次电子，处于高电位的A3可吸收这些电子。（2）偏转系统示波管的偏转系统大都是静电偏转式，它由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为水平偏转板和垂直偏转板。分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动。当电子在偏转板之间运动时，如果偏转板上没有加电压，偏转板之间无电场，离开第二阳极后进入偏转系统的电子将沿轴向运动，射向屏幕的中心。如果偏转板上有电压，偏转板之间则有电场，进入偏转系统的电子会在偏转电场的作用下射向荧光屏的指定位置。如果两块偏转板互相平行，并且它们的电位差等于零，那么通过偏转板空间的，具有速度υ的电子束就会沿着原方向（设为轴线方向）运动，并打在荧光屏的坐标原点上。如果两块偏转板之间存在着恒定的电位差，则偏转板间就形成一个电场，这个电场与电子的运动方向相垂直，于是电子就朝着电位比较高的偏转板偏转。这样，在两偏转板之间的空间，电子就沿着抛物线在这一点上做切线运动。最后，电子降落在荧光屏上的A点，这个A点距离荧光屏原点（0）有一段距离，这段距离称为偏转量，用y表示。偏转量y与偏转板上所加的电压Vy成正比。同理，在水平偏转板上加有直流电压时，也发生类似情况，只是光点在水平方向上偏转。（3）荧光屏荧光屏位于示波管的终端，它的作用是将偏转后的电子束显示出来，以便观察。在示波器的荧光屏内壁涂有一层发光物质，因而，荧光屏上受到高速电子冲击的地点就显现出荧光。此时光点的亮度决定于电子束的数目、密度及其速度。改变控制极的电压时，电子束中电子的数目将随之改变，光点亮度也就改变。在使用示波器时，不宜让很亮的光点固定出现在示波管荧光屏一个位置上，否则该点荧光物质将因长期受电子冲击而烧坏，从而失去发光能力。示波器实物图涂有不同荧光物质的荧光屏，在受电子冲击时将显示出不同的颜色和不同的余辉时间，通常供观察一般信号波形用的是发绿光的，属中余辉示波管，供观察非周期性及低频信号用的是发橙黄色光的，属长余辉示波管；供照相用的示波器中，一般都采用发蓝色的短余辉示波管。Y轴放大电路由于示波管的偏转灵敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V（约12V电压产生1cm的偏转量），所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以得到垂直方向的适当大小的图形。学生示波器X轴放大电路由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压（锯齿波电压或其它电压）也要先经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向适当大小的图形。扫描同步电路扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线。这样，才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。电源供给电路电源供给电路：供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电压等。由示波器的原理功能可见，被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有一个水平信号选择开关，以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。SDS1000CML此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等）为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”）信号，该信号加在外同步（或外触发）输入端；③有些示波器的同步信号选择开关还有一档“电源同步”，是由220V，50Hz电源电压，通过变压器次级降压后作为同步信号。基本原理播报编辑波形显示由示波管的原理可知，一个直流电压加到一对偏转板上时，将使光点在荧光屏上产生一个固定位移，该位移的大小与所加直流电压成正比。如果分别将两个直流电压同时加到垂直和水平两对偏转板上，则荧光屏上的光点位置就由两个方向的位移所共同决定。如果将一个正弦交流电压加到一对偏转板上时，光点在荧光屏上将随电压的变化而移动。当垂直偏转板上加一个正弦交流电压时，在时间t=0的瞬间，电压为Vo（零值），荧光屏上的光点位置在坐标原点0上，在时间t=1的瞬间，电压为V1（正值），荧光屏上光点在坐标原点0点上方的1上，位移的大小正比于电压V1；在时间t=2的瞬间，电压为V2（最大正值），荧光屏上的光点在坐标原点0点上方的2点上，位移的距离正比于电压V2；以此类推，在时间t=3，t=4，…，t=8的各个瞬间，荧光屏上光点位置分别为3、4、…、8点。在交流电压的第二个周期、第三个周期……都将重复第一个周期的情况。如果此时加在垂直偏转板上的正弦交流电压之频率很低，仅为lHz～2Hz，那么，在荧光屏上便会看见一个上下移动着的光点。这光点距离坐标原点的瞬时偏转值将与加在垂直偏转板上的电压瞬时值成正比。如果加在垂直偏转板上的交流电压频率在10Hz～20Hz以上，则由于荧光屏的余辉现象和人眼的视觉暂留现象，在荧光屏上看到的就不是一个上下移动的点，而是一根垂直的亮线了。该亮线的长短在示波器的垂直放大增益一定的情况下决定于正弦交流电压峰一峰值的大小。如果在水平偏转板上加一个正弦交流电压，则会产生相类似的情况，只是光点在水平轴上移动罢了。如果将一随时间线性变化的电压（如锯齿波电压）加到一对偏转板上，则光点在荧光屏上又会怎样移动呢？当水平偏转板上有锯齿波电压时，在时间t=0瞬间，电压为Vo（最大负值），荧光屏上光点在坐标原点左侧的起始位置（零点上），位移的距离正比于电压Vo；在时间t=1的瞬间，电压为V1（负值），荧光屏上光点在坐标原点左方的1点上，位移的距离正比于电压V1；以此类推，在时间t=2，t=3，...,t=8的各个瞬间，荧光屏上光点的对应位置是2、3、…、8各点。在t=8这个瞬间，锯齿波电压由最大正值V8跃变到最大负值Vo，则荧光屏上光点从8点极其迅速地向左移到起始位置零点。如果锯齿波电压是周期性的，则在锯齿波电压的第二个周期、第三个周期、……都将重复第一个周期的情形。如果此时加在水平偏转板上的锯齿波电压频率很低，仅为1Hz ～2Hz，在荧光屏上便会看见光点自左边起始位置零点向右边8点处匀速地移动，随后光点又从右边8点处极其迅速地移动到左边起始位置零点。上述这个过程称为扫描。在水平轴加有周期性锯齿波电压时，扫描将周而复始地进行下去。光点距离起始位置零点的瞬时值，将与加在偏转板上的电压瞬时值成正比。如果加在偏转板上的锯齿波电压频率在10Hz～20Hz以上，则由于荧光屏的余辉现象和人眼的视觉暂留现象，就看到一根水平亮线，该水平亮线的长度，在示波器水平放大增益一定的情况下决定于锯齿波电压值，锯齿波电压值是与时间变化成正比的，而荧光屏上光点的位移又是与电压值成正比的，因此荧光屏上的水平亮线可以代表时间轴。在此亮线上的任何相等的线段都代表相等的一段时间。如果将被测信号电压加到垂直偏转板上，锯齿波扫描电压加到水平偏转板上，而且被测信号电压的频率等于锯齿波扫描电压的频率，则荧光屏上将显示出一个周期的被测信号电压随时间变化的波形曲线。在被测周期信号的第二个周期、第三个周期……都重复第一个周期的情形，光点在荧光屏上描出的轨迹也都重叠在第一次描出的轨迹上。所以，荧光屏上显示出来的被测信号电压是随时间变化的稳定波形曲线。为使荧光屏上的图形稳定，被测信号电压的频率应与锯齿波电压的频率保持整数比的关系，即同步关系。为了实现这一点，就要求锯齿波电压的频率连续可调，以便适应观察各种不同频率的周期信号。其次，由于被测信号频率和锯齿波振荡信号频率的相对不稳定性，即使把锯齿波电压的频率临时调到与被测信号频率成整倍数关系，也不能使图形一直保持稳定。因此，示波器中都设有同步装置。也就是在锯齿波电路的某部分加上一个同步信号来促使扫描的同步，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB-10型示波器等）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，当所加同步信号的频率接近锯齿波频率的自主振荡频率（或接近其整数倍）时，就可以把锯齿波频率“拖入同步”或“锁住”。对于具有等待扫描（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SBT-5型同步示波器、SR-8型双踪示波器等等）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。这样，只要按照需要来选择适当的同步信号或触发信号，便可使任何欲研究的过程与锯齿波扫描频率保持同步。SHS1000双线示波在电子实践技术过程中，常常需要同时观察两种（或两种以上）信号随时间变化的过程。并对这些不同信号进行电量的测试和比较。为了达到这个目的，人们在应用普通示波器原理的基础上，采用了以下两种同时显示多个波形的方法：一种是双线（或多线）示波法；另一种是双踪（或多踪）示波法。应用这两种方法制造出来的示波器分别称为双线（或多线）示波器和双踪（或多踪）示波器。双线（或多线）示波器是采用双枪（或多枪）示波管来实现的。下面以双枪示波管为例加以简单说明。双枪示波管有两个互相独立的电子枪产生两束电子。另有两组互相独立的偏转系统，它们各自控制一束电子作上下、左右的运动。荧光屏是共用的，因而屏上可以同时显示出两种不同的电信号波形，双线示波也可以采用单枪双线示波管来实现。这种示波管只有一个电子枪，在工作时是依靠特殊的电极把电子分成两束。然后，由管内的两组互相独立的偏转系统，分别控制两束电子上下、左右运动。荧光屏是共用的，能同时显示出两种不同的电信号波形。由于双线示波管的制造工艺要求高，成本也高，所以应用并不十分普遍。双踪示波双踪（或多踪）示波是在单线示波器的基础上，增设一个专用电子开关，用它来实现两种（或多种）波形的分别显示。由于实现双踪（或多踪）示波比实现双线（或多线）示波来得简单，不需要使用结构复杂、价格昂贵的“双腔”或“多腔”示波管，所以双踪（或多踪）示波获得了普遍的应用。为了保持荧光屏显示出来的两种信号波形稳定，则要求被测信号频率、扫描信号频率与电子开关的转换频率三者之间必须满足一定的关系。首先，两个被测信号频率与扫描信号频率之间应该是成整数比的关系，也就是要求“同步”。这一点与单线示波器的原理是相同的，区别在于被测信号是两个，而扫描电压是一个。在实际应用中，需要观察和比较的两个信号常常是互相有内在联系的，所以上述的同步要求一般是容易满足的。为了使荧光屏上显示的两个被测信号波形都稳定，除满足上述要求外，还必须合理地选择电子开关的转换频率，使得在示波器上所显示的波形个数合适，以便于观察。下面谈谈电子开关的工作方式问题，这个问题与电子开关的转换频率有关。电子开关的工作方式有“交替”转换和“断续”转换两种。采用交替转换工作方式的显示的波形与双线示波法所显示的波形非常相似，它们都没有间断点。但由于被测信号UA、UB的波形是依次交替地出现在荧光屏上的，所以，如果交替的间隙时间超过了人眼的视觉暂留时间和荧光屏的余辉时间，则人们所看到的荧光屏上的波形就会有闪烁现象。为了避免这种情况的出现，就要求电子开关有足够高的转换频率。这就是说当被测信号的频率较低时，不宜采用交替转换工作方式，而应采用断续转换工作方式。当电子开关用断续转换工作方式时，在X轴扫描的每一个过程中，电子开关都以足够高的转换频率，分别对所显示的每个被测信号进行多次取样。这样，即使被测信号频率较低，也可避免出现波形的闪烁现象。双踪示波器的主要是由两个通道的Y轴前置放大电路、门控电路、电子开关、混合电路、延迟电路、Y轴后置放大电路、触发电路、扫描电路、X轴放大电路、Z轴放大电路、校准信号电路、示波管和高低压电源供给电路等组成。当显示方式开关置于交替位置时，电子开关为一双稳态电路。它受由扫描电路来的闸门信号控制，使得Y轴两个前置通道随着扫描电路门信号的变化而交替地工作。每秒钟交替转换次数与由扫描电路产生的扫描信号的重复频率有关。交替工作状态适用于观察频率不太低的被测信号。为了观察被测信号随时间变化的波形，示波管的水平偏转板上必须加以线性扫描电压（锯齿波电压）。这个扫描电压是由扫描电路产生的。当触发信号加到触发电路时，触发了扫描电路，扫描电路就产生相应的扫描信号；当不加触发信号时，扫描电路就不产生扫描信号。触发有内触发、外触发两种，由触发选择开关来选择。当该开关置于内的位置时，触发信号来自经Y轴通道送入的被测信号。当该开关置于外的位置时，触发信号是由外部送入的。这个信号应与被测信号的频率成整数比的关系。示波器在使用中，多数采用内触发工作方式。高、低压电源供给电路中的低压是供给示波器各级所需的低压电源的，高压是供给示波管显示系统电源的。仪器分类播报编辑示波器可以分为模拟示波器和数字示波器，对于大多数的电子应用，无论模拟示波器和数字示波器都是可以胜任的，只是对于一些特定的应用，由于模拟示波器和数字示波器所具备的不同特性，才会出现适合和不适合的地方。模拟式模拟示波器的工作方式是直接测量信号电压，并且通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。数字式数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后，数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器。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，以及多种触发和超前触发能力。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，模拟示波器的确从前台退到后台。 [1]波形示例(5张)右图为数字示波器的实拍波形图。参数特征播报编辑通道数分类通常无论是模拟示波器还是数字示波器，可以根据其通道数分为：单通道/单踪示波器；双通道/双踪示波器；2+1通道（1外部触发）/三踪示波器；四通道/四踪示波器。带宽分类带宽是根据示波器测试要求来定，5M/10M/20M/40M/60M/100M/1G......等分类选型。使用方法示波器虽然分成好几类，各类又有许多种型号，但是一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不完全相同外，在使用方法的基本方面都是相同的。以SR-8型双踪示波器为例介绍。（一）模拟示波器面板装置SR-8型双踪示波器的面板图如上图所示。其面板装置按其位置和功能通常可划分为3大部分：显示、垂直（Y轴）、水平（X轴）。现分别介绍这3个部分控制装置的作用。1．显示部分主要控制件为：（1）电源开关。（2）电源指示灯。（3）辉度调整光点亮度。（4）聚焦调整光点或波形清晰度。（5）辅助聚焦配合“聚焦”旋钮调节清晰度。（6）标尺亮度调节坐标片上刻度线亮度。（7）寻迹当按键向下按时，使偏离荧光屏的光点回到显示区域，而寻到光点位置。（8）标准信号输出1kHz、1V方波校准信号由此引出。加到Y轴输入端，用以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。2．Y轴插件部分（1）显示方式选择开关用以转换两个Y轴前置放大器YA与YB 工作状态的控制件，具有五种不同作用的显示方式：“交替”：当显示方式开关置于“交替”时，电子开关受扫描信号控制转换，每次扫描都轮流接通YA或YB 信号。当被测信号的频率越高，扫描信号频率也越高。电子开关转换速率也越快，不会有闪烁现象。这种工作状态适用于观察两个工作频率较高的信号。“断续”：当显示方式开关置于“断续”时，电子开关不受扫描信号控制，产生频率固定为200kHz方波信号，使电子开关快速交替接通YA和YB。由于开关动作频率高于被测信号频率，因此屏幕上显示的两个通道信号波形是断续的。当被测信号频率较高时，断续现象十分明显，甚至无法观测；当被测信号频率较低时，断续现象被掩盖。因此，这种工作状态适合于观察两个工作频率较低的信号。“YA”、“YB ”：显示方式开关置于“YA ”或者“YB ”时，表示示波器处于单通道工作，此时示波器的工作方式相当于单踪示波器，即只能单独显示“YA”或“YB ”通道的信号波形。“YA + YB”：显示方式开关置于“YA + YB ”时，电子开关不工作，YA与YB 两路信号均通过放大器和门电路，示波器将显示出两路信号叠加的波形。（2）“DC-⊥-AC”Y轴输入选择开关，用以选择被测信号接至输入端的耦合方式。置于“DC”是直接耦合，能输入含有直流分量的交流信号；置于“AC”位置，实现交流耦合，只能输入交流分量；置于“⊥”位置时，Y轴输入端接地，这时显示的时基线一般用来作为测试直流电压零电平的参考基准线。（3）“微调V/div”灵敏度选择开关及微调装置。灵敏度选择开关系套轴结构，黑色旋钮是Y轴灵敏度粗调装置，自10mv/div～20v/div分11档。红色旋钮为细调装置，顺时针方向增加到满度时为校准位置，可按粗调旋钮所指示的数值，读取被测信号的幅度。当此旋钮反时针转到满度时，其变化范围应大于2.5倍，连续调节“微调”电位器，可实现各档级之间的灵敏度覆盖，在作定量测量时，此旋钮应置于顺时针满度的“校准”位置。（4）“平衡” 当Y轴放大器输入电路出现不平衡时，显示的光点或波形就会随“V/div”开关的“微调”旋转而出现Y轴方向的位移，调节“平衡”电位器能将这种位移减至最小。（5）“↑↓” Y轴位移电位器，用以调节波形的垂直位置。（6）“极性、拉YA ”YA 通道的极性转换按拉式开关。拉出时YA 通道信号倒相显示，即显示方式（YA+ YB ）时，显示图像为YB - YA 。（7）“内触发、拉YB ”触发源选择开关。在按的位置上（常态）扫描触发信号分别取自YA 及YB 通道的输入信号，适应于单踪或双踪显示，但不能够对双踪波形作时间比较。当把开关拉出时，扫描的触发信号只取自于YB 通道的输入信号，因而它适合于双踪显示时对比两个波形的时间和相位差。（8）Y轴输入插座采用BNC型插座，被测信号由此直接或经探头输入。3．X轴插件部分（1）“t/div” 扫描速度选择开关及微调旋钮。X轴的光点移动速度由其决定，从0.2μs～1s共分21档级。当该开关“微调”电位器顺时针方向旋转到底并接上开关后，即为“校准”位置，此时“t/div”的指示值，即为扫描速度的实际值。（2）“扩展、拉×10”扫描速度扩展装置。是按拉式开关，在按的状态作正常使用，拉的位置扫描速度增加10倍。“t/div”的指示值，也应相应计取。采用“扩展拉×10”适于观察波形细节。（3）“→←” X轴位置调节旋钮。系X轴光迹的水平位置调节电位器，是套轴结构。外圈旋钮为粗调装置，顺时针方向旋转基线右移，反时针方向旋转则基线左移。置于套轴上的小旋钮为细调装置，适用于经扩展后信号的调节。（4）“外触发、X外接”插座采用BNC型插座。在使用外触发时，作为连接外触发信号的插座。也可以作为X轴放大器外接时信号输入插座。其输入阻抗约为1MΩ。外接使用时，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器旋钮。用于选择输入信号波形的触发点。具体地说，就是调节开始扫描的时间，决定扫描在触发信号波形的哪一点上被触发。顺时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的正向部分，逆时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的负向部分。（6）“稳定性”触发稳定性微调旋钮。用以改变扫描电路的工作状态，一般应处于待触发状态。调整方法是将Y轴输入耦合方式选择（AC-地-DC）开关置于地档，将V/div开关置于最高灵敏度的档级，在电平旋钮调离自激状态的情况下，用小螺丝刀将稳定度电位器顺时针方向旋到底，则扫描电路产生自激扫描，此时屏幕上出现扫描线；然后逆时针方向慢慢旋动，使扫描线刚消失。此时扫描电路即处于待触发状态。在这种状态下，用示波器进行测量时，只要调节电平旋钮，即能在屏幕上获得稳定的波形，并能随意调节选择屏幕上波形的起始点位置。少数示波器，当稳定度电位器逆时针方向旋到底时，屏幕上出现扫描线；然后顺时针方向慢慢旋动，使屏幕上扫描线刚消失，此时扫描电路即处于待触发状态。（7）“内、外” 触发源选择开关。置于“内”位置时，扫描触发信号取自Y轴通道的被测信号；置于“外”位置时，触发信号取自“外触发X 外接”输入端引入的外触发信号。（8）“AC”“AC（H）”“DC”触发耦合方式开关。 “DC”档，是直流藕合状态，适合于变化缓慢或频率甚低（如低于100Hz）的触发信号。“AC”档，是交流藕合状态，由于隔断了触发中的直流分量，因此触发性能不受直流分量影响。“AC（H）”档，是低频抑制的交流耦合状态，在观察包含低频分量的高频复合波时，触发信号通过高通滤波器进行耦合，抑制了低频噪声和低频触发信号（2MHz以下的低频分量），免除因误触发而造成的波形幌动。（9）“高频、常态、自动”触发方式开关。用以选择不同的触发方式，以适应不同的被测信号与测试目的。“高频”档，频率甚高时（如高于5MHz），且无足够的幅度使触发稳定时，选该档。此时扫描处于高频触发状态，由示波器自身产生的高频信号（200kHz信号），对被测信号进行同步。不必经常调整电平旋钮，屏幕上即能显示稳定的波形，操作方便，有利于观察高频信号波形。“常态”档，采用来自Y轴或外接触发源的输入信号进行触发扫描，是常用的触发扫描方式。“自动”挡，扫描处于自动状态（与高频触发方式相仿），但不必调整电平旋钮，也能观察到稳定的波形，操作方便，有利于观察较低频率的信号。（10）“+、－”触发极性开关。在“+”位置时选用触发信号的上升部分，在“－”位置时选用触发信号的下降部分对扫描电路进行触发。（二）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。示波器能否正常工作的检查方法、垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准方法，由于各种型号示波器的校准信号的幅度、频率等参数不一样，因而检查、校准方法略有差异。（三）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档时，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）置于适当档级。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“-”档。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）开关置于适当档级。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档。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。常见故障现象及原因播报编辑没有光点或波形电源未接通。辉度旋钮未调节好。X，Y轴移位旋钮位置调偏。Y轴平衡电位器调整不当，造成直流放大电路严重失衡。水平方向展不开触发源选择开关置于外档，且无外触发信号输入，则无锯齿波产生。电平旋钮调节不当。稳定度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状态。X轴选择误置于X外接位置，且外接插座上又无信号输入。两踪示波器如果只使用A通道（B通道无输入信号），而内触发开关置于拉YB位置，则无锯齿波产生。垂直方向无展示输入耦合方式DC-接地-AC开关误置于接地位置。输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反。输入信号较小，而V/div误置于低灵敏度档。波形不稳定稳定度电位器顺时针旋转过度，致使扫描电路处于自激扫描状态（未处于待触发的临界状态）。触发耦合方式AC、AC（H）、DC开关未能按照不同触发信号频率正确选择相应档级。选择高频触发状态时，触发源选择开关误置于外档（应置于内档。）部分示波器扫描处于自动档（连续扫描）时，波形不稳定。垂直线条密集或呈现一矩形t/div开关选择不当，致使f扫描<水平线条密集或呈一条倾斜水平线t/div关选择不当，致使f扫描>>f信号。垂直方向的电压读数不准未进行垂直方向的偏转灵敏度（v/div）校准。进行v/div校准时，v/div微调旋钮未置于校正位置（即顺时针方向未旋足）。进行测试时，v/div微调旋钮调离了校正位置（即调离了顺时针方向旋足的位置）。使用10 ：1衰减探头，计算电压时未乘以10倍。被测信号频率超过示波器的最高使用频率，示波器读数比实际值偏小。测得的是峰-峰值，正弦有效值需换算求得。水平方向的读数不准未进行水平方向的偏转灵敏度（t/div）校准。进行t/div校准时，t/div微调旋钮未置于校准位置（即顺时针方向未旋足）。进行测试时，t/div微调旋钮调离了校正位置（即调离了顺时针方向旋足的位置）。扫速扩展开关置于拉（×10）位置时，测试未按t/div开关指示值提高灵敏度10倍计算。交直流叠加信号的直流电压值分辨不清Y轴输入耦合选择DC-接地-AC开关误置于AC档（应置于DC档）。测试前未将DC-接地-AC开关置于接地档进行直流电平参考点校正。Y轴平衡电位器未调整好。测不出两个信号间的相位差测不出两个信号间的相位差（波形显示法）双踪示波器误把内触发（拉YB）开关置于按（常态）位置应把该开关置于拉YB位置。双踪示波器没有正确选择显示方式开关的交替和断续档。单线示波器触发选择开关误置于内档。单线示波器触发选择开关虽置于外档，但两次外触发未采用同一信号。调幅波形失常t/div开关选择不当，扫描频率误按调幅波载波频率选择（应按音频调幅信号频率选择）。波形调不到要求的起始时间和部位稳定度电位器未调整在待触发的临界触发点上。触发极性（+、-）与触发电平（+、-）配合不当。触发方式开关误置于自动档（应置于常态档）。触发或同步扫描缓缓调节触发电平（或同步）旋钮，屏幕上显现稳定的波形，根据观察需要，适当调节电平旋钮，以显示相应起始位置的波形。如果用双踪示波器观察波形，作单踪显示时，显示方式开关置于YA或YB。被测信号通过YA或YB输入端输入示波器。Y轴的触发源选择“内触发一拉YB”开关置于按（常态）位置。若示波器作两踪显示时，显示方式开关置于交替档（适用于观察频率不太低的信号），或断续档（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”开关置“拉YB”档。使用不当造成的异常现象示波器在使用过程中，往往由于操作者对于示波原理不甚理解和对示波器面板控制装置的作用不熟悉，会出现由于调节不当而造成异常现象。测试应用播报编辑电压的测量利用示波器所做的任何测量，都是归结为对电压的测量。示波器可以测量各种波形的电压幅度，既可以测量直流电压和正弦电压，又可以测量脉冲或非正弦电压的幅度。更有用的是它可以测量一个脉冲电压波形各部分的电压幅值，如上冲量或顶部下降量等。这是其他任何电压测量仪器都不能比拟的。1．直接测量法所谓直接测量法，就是直接从屏幕上量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值。定量测试电压时，一般把Y轴灵敏度开关的微调旋钮转至“校准”位置上，这样，就可以从“V/div”的指示值和被测信号占取的纵轴坐标值直接计算被测电压值。所以，直接测量法又称为标尺法。（1）交流电压的测量将Y轴输入耦合开关置于“AC”位置，显示出输入波形的交流成分。如交流信号的频率很低时，则应将Y轴输入耦合开关置于“DC”位置。将被测波形移至示波管屏幕的中心位置，用“V/div”开关将被测波形控制在屏幕有效工作面积的范围内，按坐标刻度片的分度读取整个波形所占Y轴方向的度数H，则被测电压的峰-峰值VP-P可等于“V/div”开关指示值与H的乘积。如果使用探头测量时，应把探头的衰减量计算在内，即把上述计算数值乘10。例如示波器的Y轴灵敏度开关“V/div”位于0.2档级，被测波形占Y轴的坐标幅度H为5div，则此信号电压的峰-峰值为1V。如是经探头测量，仍指示上述数值，则被测信号电压的峰-峰值就为10V。（2）直流电压的测量将Y轴输入耦合开关置于“地”位置，触发方式开关置“自动”位置，使屏幕显示一水平扫描线，此扫描线便为零电平线。将Y轴输入耦合开关置“DC”位置，加入被测电压，此时，扫描线在Y轴方向产生跳变位移H，被测电压即为“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。产生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。2．比较测量法比较测量法就是用一已知的标准电压波形与被测电压波形进行比较求得被测电压值。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，使荧光屏显示出便于测量的高度Hx并做好记录，且“V/div”开关及微调旋钮位置保持不变。去掉被测电压，把一个已知的可调标准电压Vs输入Y轴，调节标准电压的输出幅度，使它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被测电压的幅度。比较法测量电压可避免垂直系统引起和误差，因而提高了测量精度。时间的测量示波器时基能产生与时间呈线性关系的扫描线，因而可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数，如周期性信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升时间（前沿）和下降时间（后沿）、两个信号的时间差等等。将示波器的扫速开关“t/div”的“微调”装置转至校准位置时，显示的波形在水平方向刻度所代表的时间可按“t/div”开关的指示值直读计算，从而较准确地求出被测信号的时间参数。相位的测量利用示波器测量两个正弦电压之间的相位差具有实用意义，用计数器可以测量频率和时间，但不能直接测量正弦电压之间的相位关系。利用示波器测量相位的方法很多，下面，仅介绍几种常用的简单方法。1．双踪法双踪法是用双踪示波器在荧光屏上直接比较两个被测电压的波形来测量其相位关系。测量时，将相位超前的信号接入YB通道，另一个信号接入YA通道。选用YB触发。调节“t/div”开关，使被测波形的一个周期在水平标尺上准确地占满8div，这样，一个周期的相角360°被8等分，每1div相当于45°。读出超前波与滞后波在水平轴的差距T，按下式计算相位差φ：φ=45°/div×T（div）如T==1.5div ，则φ=45°/div×1.5div=67.5°2．图形法测相位将示波器的X轴选择置于X轴输入位置，将信号u1接入示波器的Y轴输入端，信号u2接入示波器的X轴输入端。适当调节示波器面板上相关旋钮，使荧光屏上显现一个大小适宜的椭圆（在特殊情况下，可能是一个正圆或一根斜线）。设Y轴偏转板上的信号u1导前于X轴偏转板上的信号u21/8周期，设u2的初相为零，即φ2=0，因此当u2为零时，u1为一个较大的值。如图中的“0”点。此时，荧光屏上的光点也相应地位于“0”点。随着时间的变化，u1上升，u2也上升，则荧光屏上的光点向右上方移动。当经1/8周期后，u1、u2分别到达“1”点，此时u1到达最大值，u2为一个较大的值，荧光屏上的光点位于相应的“1”。如此继续下去，荧光屏上的光点将描出一个顺时针旋转的椭圆。如果u1滞后于u2则形成一个逆时针旋转的椭圆。当然，这只有在信号频率很低时（如几赫兹），且在短余辉的荧光屏上便会清楚地看到荧光屏上的光点顺时针或逆时针旋转的现象。由上述可见椭圆的形状是随两个正弦信号电压u1、u2相位差的不同而不同。因此可以根据椭圆的形状确定两个正弦信号之间的相位差Δφ。设A是椭圆与Y轴交点的纵坐标，B是椭圆上各点坐标的最大值。由图可见，A是对应于t=0时u1的瞬时电压，即A=Um1sinφ1B是对应于u1的幅值，即B=Um1于是A/B=（Um1sinφ1）/ Um1= sinφ1来表示。在实际测试中为读数方便，常读取2A，2B（或2C，2D），按式Δφ=arc sin（2A/2B）或Δφ=arc sin（2C/2D）来计算相位差。如果椭圆的主轴在第1和第3象限内，则相位差在0°～90°或270°～360°之间；如果主轴在第2和第4象限内，相位差在90°～180°或180°～270°之间。频率的测量用示波器测量信号频率的方法很多，下面介绍常用的两种基本方法。1．周期法对于任何周期信号，可用前述的时间间隔的测量方法，先测定其每个周期的时间T，再用下式求出频率f ：f=1/T例如示波器上显示的被测波形，一周期为8div，“t/div”开关置“1μs”位置，其“微调”置“校准”位置。则其周期和频率计算如下：T=1us/div×8div = 8usf= 1/8us =125kHz所以，被测波形的频率为125kHz。2．图形法测频率将示波器置X-Y工作方式，被测信号输入Y轴，标准频率信号输入“X外接”，慢慢改变标准频率，使这两个信号频率成整数倍时，例如fx :fy=1:2，则在荧光屏上会形成稳定的图形。图的形状不但与两个偏转电压的相位有关，而且与两个偏转电压的频率也有关。用描迹法可以画出ux与uy的各种频率比、不同相位差时的图形。利用图形与频率的关系，可进行准确的频率比较来测定被测信号的频率。其方法是分别通过图形引水平线和垂直线，所引的水平线垂直线不要通过图形的交叉点或与其相切。若水平线与图形的交点数为m，垂直线与图形的交点数n，则fy / fx=m / n当标准频率fx（或fy）为已知时，由上式可以求出被测信号频率fy（或fx）。显然，在实际测试工作中，用李沙育图形进行频率测试时，为了使测试简便正确，在条件许可的情况下，通常尽可能调节已知频率信号的频率，使荧光屏上显示的图形为圆或椭圆。这时被测信号频率等于已知信号频率。由于加到示波器上的两个电压相位不同，荧光屏上图形会有不同的形状，但这对确定未知频率并无影响。其他相关播报编辑注意事项仪器操作人员的安全和仪器安全，仪器在安全范围内正常工作，保证测量波形准确、数据可靠，应注意：1．通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以使波形清晰，减小测试误差；不要使光点停留在一点不动，否则电子束轰击一点宜在荧光屏上形成暗斑，损坏荧光屏。2．测量系统- 例如示波器、信号源；打印机、计算机等设备等。被测电子设备- 例如仪器、电子部件、电路板、被测设备供电电源等设备接地线必须与公共地(大地)相连。3． TDS200/TDS1000/TDS2000 系列数字示波器配合探头使用时，只能测量（被测信号- 信号地就是大地，信号端输出幅度小于300V CAT II）信号的波形。绝对不能测量市电AC220V 或与市电AC220V 不能隔离的电子设备的浮地信号。（浮地是不能接大地的，否则造成仪器损坏，如测试电磁炉。）4．通用示波器的外壳，信号输入端BNC 插座金属外圈，探头接地线，AC220V 电源插座接地线端都是相通的。如仪器使用时不接大地线，直接用探头对浮地信号测量，则仪器相对大地会产生电位差；电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之间的电位差。这将对仪器操作人员、示波器、被测电子设备带来严重安全危险。5．用户如须要测量开关电源(开关电源初级，控制电路) 、UPS(不间断电源)、电子整流器、节能灯、变频器等类型产品或其它与市电AC220V 不能隔离的电子设备进行浮地信号测试时，必使用DP100高压隔离差分探头。数字示波器示波器使用中的其他注意事项：(1)热电子仪器一般要避免频繁开机、关机，示波器也是这样。(2)如果发现波形受外界干扰，可将示波器外壳接地。(3)“Y输入”的电压不可太高，以免损坏仪器，在最大衰减时也不能超过400 V.“Y输入”导线悬空时，受外界电磁干扰出现干扰波形，应避免出现这种现象。(4)关机前先将辉度调节旋钮沿逆时针方向转到底，使亮度减到最小，然后再断开电源开关。(5)在观察荧屏上的亮斑并进行调节时，亮斑的亮度要适中，不能过亮。示波器分为万用示波表，数字示波器，模拟示波器，虚拟示波器，任意波形示波器，手持示波表，数字荧光示波器，数据采集示波器 [1]。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

示波器原理 - 什么是示波器？示波器的使用方法 - 知乎

示波器原理 - 什么是示波器？示波器的使用方法 - 知乎首发于示波器使用方法切换模式写文章登录/注册示波器原理 - 什么是示波器？示波器的使用方法是德科技 Keysight Technologies已认证账号示波器是设计和测试电子设备和器件最常用的工具。数字储存示波器（简称DSO）和混合信号示波器（简称MSO）都是强大的仪器，用于显示及测量随时间变化的电子信号，并且能有助于确定哪一个器件运行正常，而哪一个器件出现故障。示波器还能帮助您确定新近设计的器件是否能按照您想要的方式运行。本文简要介绍示波器原理，让您了解什么是示波器，以及如何操作示波器。我们将会探讨示波器的应用，并概括介绍其基本的测量和性能特征。本文还将介绍不同类型的探头，并讨论它们的优缺点。示波器电子技术在我们的生活中无所不在。每天都有上百万人使用电子产品，例如手机、电视和计算机。随着电子技术的进步，这些产品的工作速度也变得越来越快。如今，大多数电子产品都采用了高速数字技术。工程师们应当能够精确地设计和测试他们在高速数字产品中所使用的元器件。他们在设计和测试元器件时所使用的仪器必须特别适合处理高速和高频的特性才行，而示波器正好是这样的一种仪器。示波器是一种功能强大的工具，在设计和测试电子器件方面很有用。它们在您判定系统器件是否正常方面扮演极为重要的角色，而且还能帮助您确定新设计的元器件是否按照预想的方式进行工作。示波器的功能远比数字万用表更强大，因为它们可以使您观察电子信号的实际情况。示波器的应用极为广泛，包括通用电子测试、工业自动化、汽车、大学的研究实验室以及航空航天 / 国防产业等。许多公司都依赖示波器来查找缺陷，从而制造出质量过硬的产品。好文推荐：电子信号示波器的主要用途是显示电子信号。通过观察示波器上显示的信号，您可以确定电子系统的某个元器件是否在正常工作。因此，要想了解示波器的工作方式，必须先要了解信号的基本示波器原理。波形特性电子信号会以波形或脉冲的形式出现。波形的基本特性包括：幅度 - 在工程应用中经常使用的幅度定义主要有两个。第一种通常称为峰值幅度，定义为干扰信号的最大位移量。第二种是均方根（RMS）幅度。要计算波形的 RMS 电压，必须将波形值平方并求出平均电压，然后再求平方根。对正弦波来说，RMS 幅度等于峰值幅度的 0.707 倍。相移 - 相移是指两个其他条件都相同的波形之间的水平位移量，以度或弧度为单位。正弦波的周期以 360 度来表示。因此，如果两个正弦波相差半个周期，那么它们的相对相移就是 180 度。周期 - 波形的周期是指波形重复出现一次所花费的时间，以秒为单位。频率 - 每个周期性波形都有一个频率。频率是指波形在一秒内重复出现的次数（如果您使用 Hz 为单位）。频率与周期互为倒数。图 1. 正弦波的峰值幅度和 RMS 幅度图 2. 三角波的周期波形波形是指波的形状或图像。波形可以提供许多有关信号的信息，例如，它可以告诉您电压是否突然发生改变、呈线性变化或保持不变。标准的波形有很多种，本节仅介绍您最常遇到的几种。正弦波 - 正弦波通常与交流（AC）电源有关，例如您屋内的电源插座。正弦波的峰值幅度并非一直恒定，如果峰值幅度会随着时间不断地下降，我们就称这种波形为阻尼正弦波。图 3. 正弦波方波 / 矩形波 - 方波会在两个不同的值之间周期性地跳动，因此在高点和低点部分的长度会相等。矩形波不同的地方在于高、低点部分的长度并不相等。图 4. 方波三角波 / 锯齿波 - 在三角波中，电压会随着时间呈线性变化。它的信号边沿称为斜波，这是因为其波形会斜升或斜降到某个电压。由于锯齿波前面或后面的信号沿会随着时间产生线性的电压响应，所以看起来与三角波类似。但对面的信号沿几乎是立即下降的。脉冲 - 脉冲是指突然出现在固定电压中的干扰，就像在一个房间中突然打开电灯，然后迅速熄灭电灯的情形。一连串的脉冲被称为脉冲串。延续前面的比喻，这就好比不断重复快速开灯与关灯的动作一样。脉冲是信号中常见的毛刺或错误波形。如果信号只传送一条信息，那么脉冲也可看作是一个波形。图 5. 三角波图 6. 锯齿波图 7. 脉冲复合波波形也可以是以上各种波形的混合。它们不一定要具备周期性，而且可以是非常复杂的波形。模拟信号与数字信号的比较模拟信号代表给定范围内的任意值。您不妨想象一下模拟时钟，时针每隔 12 个小时旋转 1 周。在此期间，时针一直不断移动，不会出现读值跳动或不连续的情形。现在将它与数字时钟比较一下。数字时钟仅显示小时和分钟，因此是以分钟作为间隔时间。它会一下子从 11:54 跳至 11:55。数字信号同样具备离散和量化的特性。通常，离散信号具有两个可能的值（高或低，1 或 0 等），因此信号会在这两个可能的值之间上下跳动。什么是示波器，您为什么需要它？信号完整性示波器的主要用途是精确地显示电子信号。因此，信号完整性显得非常重要。信号完整性是指示波器重建波形并且精确显示原始信号的能力。由于在示波器的波形不同于真实信号时，测试毫无意义，所以信号完整性低的示波器是没有价值的。但是，无论示波器的性能有多高也无法完全再现真实信号。这是因为当您将示波器连接到电路时，示波器就会变成电路的一部分。换言之会有一些负载效应产生。仪器制造商虽然尽力将负载效应降至最低，但就某种程度而言它们仍然会存在。“高信号完整性对于示波器进行精确测量至关重要。要想实现稳定设计，您必须知道需要关注哪些技术指标。”示波器的外观一般，现代示波器的外观与图 8 中的示波器相似。然而示波器种类繁多，您的示波器看起来或许会与之不尽相同。尽管如此，大多数示波器都具备一些基本特性。多数示波器的前面板大致可分为几个区域：通道输入、显示屏、水平控制、垂直控制以及触发控制。如果您的示波器未配备 Microsoft Windows 操作系统，那么它很可能会提供一组功能键，用于控制屏幕上的菜单。您可以通过通道输入接头（即插入到探头的连接器）把信号发送到示波器中。显示屏是用来显示这些信号的屏幕。水平和垂直控制区域包含了一些旋钮和按键，可用于控制在显示屏上的信号的水平轴（通常表示时间）和垂直轴（通常表示电压）。触发控制支持您对示波器进行设置，确定在何种条件下时基可以执行采集任务。图 8. Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器的前面板示波器的后面板如图 9 所示。图 9. Keysight Inﬁniium 9000 系列示波器的后面板如图所示，许多示波器都拥有与个人计算机相同的连通性，包括光盘驱动器、CD-RW 驱动器、DVD-RW 驱动器、USB端口、串行端口，以及外部监测器、鼠标和键盘输入等。示波器的用途示波器是一种测试与测量仪器，可显示某个变量与另一个变量之间的关系。例如，它可以在显示屏上绘制一个电压（y 轴）—时间（x 轴）图。图 10 显示了一个图表示例。如果您需要测试某个电子器件是否正常工作，这项功能会很有用。如果您知道移除该器件之后信号的波形会发生什么变化，您就可以利用示波器来查看这个器件是否在输出正确的信号。请注意，x 轴和 y 轴会以网格线分成一些格子。您可以利用这种网格线执行手动测量，但新型示波器能够自动执行大多数的测量，并且得到更精确的结果。示波器的功用不只是绘制电压—时间图。示波器提供多个输入（也称通道），每个通道都能独立工作。因此，您可以将通道 1 连接到某个器件，并将通道 2 连接到另一个器件。随后，示波器可以绘出通道 1 与通道 2 分别测得的电压之间的比较图。该模式称为示波器的 XY 模式，适用于绘制 I-V 图或 Lissajous 图。根据 Lissajous 图的形状可以得知两个信号之间的相位差与频率比。图 11 显示了 Lissajous 图及其代表的相位差/频率比。图 10. 在示波器上显示的方波的电压－时间图图 11.Lissajous 图形示波器的类型模拟示波器第一种是模拟示波器，它使用阴极射线管来显示波形。屏幕上涂有荧光物质，只要被电子束集中就会发光。当连续的荧光点亮起时，您可以看到信号的再现图形。为了使示波器稳定地显示波形，必须使用触发。当显示屏上的整个波形迹线完成时，示波器会等到特定的事件发生后（例如，上升沿超过某个电压值）再次开始显示迹线。未经触发的显示画面是没有用处的，因为它显示的波形并不稳定（同样适用于下面将会讨论的 DSO 和 MSO 示波器）。模拟示波器非常实用，因为荧光点会继续发光一段时间而不会马上消失。您可以在几个彼此重叠的示波器迹线上看到信号的毛刺或不规则性。由于当电子束击中屏幕时便会显示波形，所以显示信号的亮度与实际信号的亮度有关。这使显示屏与三维显示屏类似（换句话说，x 轴代表时间，y 轴代表电压，而 z 轴则代表亮度）。模拟示波器的不足之处是无法使显示画面 “固定”，从而使波形停留较长的时间。当荧光物质不再发光时，该部分的信号也随之消失。此外，您无法自动执行波形测量，必须使用显示屏上的网格线进行手动测量。电子束在进行水平扫描和垂直扫描时存在一个速度上限，这会导致模拟示波器可显示的信号类型也十分有限。尽管模拟示波器目前还拥有不少用户，但其销量大不如前。数字示波器已经成为用户的主流选择。数字存储示波器（DSO）数字存储示波器（通常称为 DSO）是为了弥补模拟示波器的诸多不足而发明的。 DSO 输入一个信号，并通过模数转换器将其数字化。图 12 显示了是德科技数字示波器采用的一种 DSO 体系结构。图 12. 数字示波器的体系结构衰减器会调整波形。垂直放大器会在波形传到模数转换器（ADC）时做进一步的调整。ADC 会对收到的信号进行采样和数字转换，随后将这个数据存入存储器中。触发器会寻找触发事件，而时基会调整示波器的时间显示。在示波器显示信号之前，微处理器系统可以执行您指定的其他后期处理任务。数据以数字形式表示，可使示波器执行各种波形测量。信号可以无限期地存放在存储器中，也可打印或通过闪存、LAN、 USB 或 DVD-RW 传输到计算机中。事实上，您还能通过软件提供的虚拟前面板在计算机上控制和监测示波器。混合信号示波器（MSO）DSO 的输入信号属于模拟信号，通过数模转换器将其数字化。随着数字电路技术的蓬勃发展，同时监测模拟信号与数字信号变得越来越重要。鉴于此，示波器厂商着手生产能够触发和显示模拟与数字信号的混合信号示波器。这类仪器通常具备少数几个模拟通道（2 或 4）和更多的数字通道（参见图 13）。图 13. 混合信号示波器的前面板输入提供了 4 个模拟通道和 8 个数字通道混合信号示波器的优点是可以触发任意组合的模拟与数字信号，并且显示以相同时基进行关联的所有信号。便携式 / 手持式示波器顾名思义，便携式示波器是指外形小巧、利于随身携带的示波器。如果您需要在许多地点或实验室的不同工作台之间移动示波器，那么便携式示波器就是您的最佳选择。图 14 显示了 Keysight InﬁniiVision X 系列便携式示波器。便携式示波器的优点是轻便易携带，可快速打开和关闭，易于使用。它们的性能通常不如大型示波器全面，但 Keysight InﬁniiVision 2000 和 3000 X 系列扭转了这一劣势。它们不仅具备便携式示波器的便携性与易用性，还拥有足够强大的功能，能够应对目前大多数的调试需求（带宽高达 6 GHz）。图 14.Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列便携式示波器示波器的类型经济型示波器经济型示波器的价位适中，但其性能逊于高性能示波器。这类示波器常用于大学的实验室中，主要优势就是低价位。您可以适中的价格买到非常实用的示波器。高性能示波器高性能示波器可提供最佳的性能。当用户需要高带宽、快速采样率和更新速率、较大存储器深度以及广泛的测量功能时，通常会选择这种示波器。图 15 显示了 Keysight Inﬁniium 90000A 系列高性能示波器。图 15.Keysight Inﬁniium 90000A 系列示波器高性能示波器的主要优势是支持您适当地分析各种信号，提供多种应用软件和工具，使分析现有技术变得简单而快速。它的劣势主要是在它的价格和体积上。示波器的使用范围凡是需要测试或应用电子信号的公司几乎都会用到示波器。因此，示波器的应用范围极为广泛：– 汽车技术人员通过示波器来诊断汽车的电气问题。– 大学实验室使用示波器向学生教授电子知识。– 全球各地的研究组都拥有示波器。– 手机制造商使用示波器来测试信号的完整性。– 军事和航空航天行业使用示波器来测试雷达通信系统。– 研发工程师使用示波器来测试和设计新的技术。– 示波器也可用于一致性测试。例如，用于确保 USB 和 HDMI 的输出符合某些标准。示波器的用途十分广泛，以上只是其中的几种。它的确是一种功能强大的通用仪器。基本的示波器控制与测量基本的前面板控制通常，您必须使用前面板上的旋钮和按键来操作示波器。除了前面板上提供的控制机构以外，许多高端示波器现在还配有操作系统，因此可以像计算机一样来操作。您可以为示波器连接鼠标和键盘，并使用鼠标通过显示屏上的下拉式菜单和按键来调整控制。此外，有些示波器还配有触摸屏，只需通过触笔或指尖就能访问菜单。开始之前 ...当您第一次使用示波器时，请先检查您要使用的输入通道是否已经打开。然后找到并按下 [Default Settings]，使示波器恢复到默认状态。接着再按下 [Autoscale] 键，自动设定垂直和水平刻度，以便在显示屏上完美地呈现波形。以此作为起点，然后再做些必要的调整。如果您无法追踪到波形或在显示波形方面出现困难，请重复以上步骤。大部分示波器的前面板都至少包括四个主要区域：垂直和水平控制，触发控制以及输入控制。垂直控制示波器的垂直控制结构通常集中在一个标示为 Vertical 的区域内，这些控制结构可以让您调整显示屏的垂直刻度。例如，其中有一个控制机构可以指定显示屏网格的 y 轴上的每格（刻度）电压。您可以通过降低每格电压来放大显示波形，或提高每格电压来缩小显示波形。另外还有一个控制机构可以调整波形的垂直偏移，它可以让整个波形在显示屏上往上或往下平移。图 16 是Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器的垂直控制区域。图 16. Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器前面板上的垂直控制区域水平控制示波器的水平控制机构通常集中在前面板上标示为 Horizontal 的区域。这些控制机构可以让您调整显示屏的水平刻度。其中有一个控制机构可以指定 x 轴的每格时间。同样，只要减少每格时间，您就可以放大显示较窄时间范围内的波形。另外还有一个控制机构可调整水平延迟（偏置），它可以让您扫描一个时间范围。图 17 是Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器的水平控制区域。图 17. Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器前面板上的水平控制区域触发控制如前所述，在您的信号上进行触发有助于显示一个稳定、可用的波形，并使您可以查看感兴趣的波形部分。触发控制可使您选择垂直触发电平（例如您希望示波器触发时所在的电压）和不同的触发功能。常见的触发类型包括：边沿触发边沿触发是最常见的一种触发模式。当电压越过某个阈值时，触发就会发生。您可以选择在上升沿或下降沿触发。图 18 是在上升沿触发的图形显示。图 18. 当您在上升沿进行触发时，只要达到阈值，示波器就会进行触发毛刺触发在毛刺触发模式下，当事件或脉冲宽度大于或小于指定的时间长度时就会进行触发。这项功能对于发现随机毛刺或错误非常有用。如果这些毛刺不常出现，可能会很难看到，但只要使用毛刺触发您就可以捕获到许多这类错误。图 19 是Keysight InﬁniiVision 6000 系列示波器捕获到的一个毛刺。图 19. Keysight InﬁniiVision 6000 系列示波器捕获到的一个偶发毛刺。脉冲宽度触发当您寻找特定脉冲宽度时，脉冲宽度触发与毛刺触发类似。但这项触发功能更普遍，因为您可以在任何指定宽度的脉冲上触发，并可选择想要在脉冲的哪个极性（负或正）上触发。您也可以设定触发的水平位置，以观察触发前后所发生的事。例如，您可以执行毛刺触发来找出错误，然后查看触发前的信号以了解造成毛刺的原因。如果将水平延迟设置为 0，则触发事件将会以水平方向出现在屏幕中间。在触发之前发生的事件会出现在屏幕的左边，在触发之后立即发生的事件会出现在右边。您也可以设置触发耦合，以及想要触发的输入信号源。您不一定非得在您的信号上触发，而是还可以在相关的信号上触发。图 20 是示波器前面板的触发控制区域。图 20. Keysight InﬁniiVision 2000 X 系列示波器前面板上的触发控制区域输入控制示波器通常提供 2 或 4 个模拟通道。这些通道会加以编号，而且每个通道通常会对应一个相关的按键，供您打开或关闭通道。另外，您也可以选择指定的交流或直流耦合。如果选择直流耦合，则输入整个信号。反之，交流耦合会阻隔直流分量，并将波形的中心设在大约 0 V（接地）。此外，您还可以通过选择键为每个通道指定探头阻抗。您也可以通过输入控制机构选择采样类型。信号的采样有两种基本的方法：实时采样实时采样会对波形进行频繁的采样，因此在每次采集时都能捕获到完整的波形图像。借助实时采样功能，当前的一些高性能示波器能够单次捕获高达 33-GHz 带宽的信号。等效时间采样等效时间采样必须历经多次采集才能建立波形。它会在第一次采集时采样信号的某个部分，在第二次采集时采样另一部分，依此类推。随后它会将所有的信息结合在一起以重建波形。等效时间采样适用于高频信号，这些信号对实时采样来说速度太快（>33 GHz）。功能键您可以在未配备 Windows 操作系统的示波器上找到一些功能键（如图 8 所示），利用这些功能键来访问示波器显示屏上的菜单系统。图 21 列举了按下功能键时弹出的一种快捷菜单。该菜单用于选择触发模式。您可以连续按动多功能键以切换不同的选项，或者利用前面板上的旋钮转到您想要的选项。图 21. 在触发菜单下，按下功能键时出现的 Trigger Type（触发类型）菜单。示波器的使用数字示波器可以支持您执行广泛的波形测量，测量的复杂程度和范围取决于示波器的功能组合。图 22 是Keysight 8000 系列示波器的空白屏面。请注意，在屏幕的最左边有一排测量按键 / 图标，使用鼠标将这些图标拖曳到波形上，示波器便可计算出测量结果。这些图标非常直观地显示了可以执行哪一种测量计算，因此用起来非常方便。图 22. Keysight 示波器的空白屏面许多示波器都会提供以下的基本测量：峰峰值电压测量这项测量可以计算单个波形周期内的高低电压之间的电压差。图 23. 峰峰值电压电压有效值（RMS 电压）测量这项测量计算波形的 RMS 电压，该值可进一步用来计算功率。图 24. 上升时间示例（显示峰峰值电压从 0% 到 100% 所需的时间，而不是通常设置的 10% 到 90%）上升时间 - 这项测量旨在计算信号从低电压上升到高电压所花的时间。通常是计算波形从峰峰值电压的 10% 变到 90% 所用的时间。上升时间是上限阈值上的时间减去您正在测量的边缘的下阈值上的时间。下降时间相似，即下阈值上的时间减去您正在测量的边缘的上限阈值上的时间。一旦您已采集到信号并将其显示在示波器上，下一步通常是在波形上进行测量。示波器现在具备极其丰富内置测量功能，使您能迅速分析波形。这些基本测量的范例包括：脉宽测量脉宽是从第一个上升沿的中间阈值到下一个下降沿的中间阈值的时间。在进行正脉宽测量时，计算脉冲宽度的方法是，计算波形从峰峰值电压的 50% 上升到最大电压再回落到 50% 所需的时间。负脉宽测量则是计算波形从峰峰值电压的 50% 降到最小电压再回到 50% 所需的时间。幅度和其它电压测量这是波形显示幅度的测量。通常您也可测量峰峰值电压、最大电压、最低电压以及平均电压。周期 / 频率：周期定义为中间阈值两次连续交叉点电压之间的时间。频率定义为 1/周期。以上是许多示波器都会提供的测量项目，但大多数示波器所能执行的测量并不仅限于此。示波器基本运算功能除了前面讨论的测量功能以外，您还可以针对您的波形执行许多数学运算，包括：包括：傅立叶变换 - 通过傅立叶变换可以可知道信号由哪些频率组成。绝对值 - 此项运算功能可以帮助显示波形的绝对值（以电压值表示）。积分 - 这个功能可以计算波形的积分。加减运算 - 您可以利用加减运算将多个波形相加或相减，并示出运算结果所产生的信号。再次强调，以上只是示波器所提供的一小部分测量与运算功能。重要的示波器性能特性示波器的许多特性都会明显影响仪器的性能，进而决定您对设备做出准确测试的能力。本节介绍这些最基本的特性，也会帮助您熟悉示波器的术语，并说明如何明智地挑选最符合您需求的示波器。示波器带宽带宽是示波器的一项最重要特性，因为它表示了示波器在频域内的具体范围。换言之，带宽决定了您能够准确显示与测试的信号范围（以频率表示）。带宽以赫兹为测量单位。没有足够的带宽，您的示波器将无法准确再现真实的信号。例如，您可能会发现信号的幅度是错的、信号边沿并不稳定或有波形细节丢失。示波器带宽是指将信号衰减 3 dB 时的最低频率。我们也可以从另外一个角度来解释带宽：如果您在示波器中输入一个纯正弦波，当显示的幅度达到真实信号幅度的 70.7% 时的最小频率即为带宽。有关示波器带宽的详细信息，请参见应用指南《为您的应用评测示波器带宽》。示波器通道通道是指示波器的独立输入。示波器通道的数量介于 2 到 20 个之间，通常是 2 或 4 个。通道所传送的信号类型也不尽相同。有些示波器只具有模拟通道（这些仪器称为 DSO――数字信号示波器），另一些示波器同时具有模拟通道和数字通道，称为混合信号示波器（MSO）。例如， Keysight InﬁniiVision 系列 MSO 提供 20 个通道，其中 16 个是数字通道，4 个是模拟通道。请确保有足够的通道供应用使用。如果您只有两个通道，但必须同时显示 4 个信号，显然会出问题。图 25. Keysight MSO 2000 系列示波器上的模拟和数字通道示波器采样率示波器的采样率是指每秒可采集的样本数量。建议您选择采样率至少比带宽大 2.5 倍的示波器，但采样率最好为带宽的 3 倍以上。在评估示波器制造商所宣传的采样率技术指标时必须要谨慎，厂商通常会列出示波器可达到的最大采样率，但这样的采样率通常只有在使用一个通道的情况下才能达到。如果同时使用多个通道，采样率就会下降。因此，请确认在使用多少个通道的情况下，仍可维持厂商所声称的最大采样率。如果示波器的采样率太低，您在示波器上所看到的信号可能不是很精确。例如，假设您想查看一个波形，但示波器的采样率每个周期只能产生两个数据点（图 26）。图 26. 采样率每个周期产生 2 个数据点的波形现在假设是相同的波形，但是采样率提高为每个周期采样 7 次（图 27）。图 27. 采样率每个周期产生 7 个数据点的波形显然每秒采集的样本越多，显示的波形就越清晰、准确。如果针对以上的例子持续提高波形的采样率，则采样数据点最终看起来几乎是连续的。事实上，示波器会使用 sin(x)/x 内插法来填满采样数据点之间的空间。有关示波器采样率的更多信息，请参见应用指南《评测示波器采样率与采样保真度的关系 -- 如何进行最精确的数字测量》。示波器存储深度如前所述，数字示波器使用 A/D（模拟 /数字）转换器对输入的波形进行数字转换，经数字转换的数据会存储到示波器的高速存储器中。存储深度是指可以存储的采样或数据点的数量，也就是可以存储数据的时间长度。存储深度在示波器的采样率方面扮演着相当重要的角色。在理想条件下，不论示波器如何设置，采样率都应维持不变。但这样的示波器在很大的每格时间（时间 / 格）设置下需要相当大存储器，而其售价将会超出许多客户所能负担的范围。实际上，只要增加时间范围，采样率便会下降。存储器深度至关重要，因为示波器的存储器深度越大，您以全采样速率来采集波形的时间就越久。我们可以用数学算式来表示：存储器深度 =（采样率）（显示屏的时间设置范围）因此，如果想在较长的时间范围内显示高分辨率数据点，那么就需要使用深存储器。确认示波器在最深的存储器深度设置时的性能也很重要。在此模式下示波器的性能通常会急剧下降，因此许多工程师只有在必要的时候才会使用深存储器。有关设备存储器深度的更多信息，请参见应用指南 Demystifying Deep Memory Oscilloscopes。波形捕获率捕获率是指示波器采集和更新波形显示的速率。虽然肉眼上看上去好像示波器正在显示“作用中”的波形，但那是因为更新的速度太快，以致肉眼无法察觉到变化。事实上，每次波形采集之间都会出现一段静寂时间（也称死区时间）（见图 28），此时波形的某个部分并不会显示在示波器上。因此，如果在这段时间出现一些偶发事件或毛刺，您是不会看见的。显而易见，快速的捕获率非常重要。捕获率越快，意味着死区时间越短，可捕获到偶发事件或毛刺的机率就越高。例如，您正在显示的信号中，如果每 50,000 个周期出现一次毛刺，而您的示波器的捕获率是每秒 100,000 个波形，那么平均每秒可以有两次捕获到这个毛刺。但如果示波器的捕获率是每秒 800 个波形，那么平均要花一分钟才能捕获到这个毛刺。这将必须等待较长的时间。在比较不同示波器的更新速率技术指标时必须要小心。有些制造商在广告中所声称的更新速率，其实必须是在特殊的采集模式下才能达到。这些采集模式可能会严重限制示波器的性能，例如存储深度、采样率和波形的重建因此，最好能确认示波器在最大更新速率下显示波形时的性能。示波器连通性示波器提供了多种连通功能。有些示波器会配备 USB 端口、DVD-RW 光驱、外置硬盘和外部显示器端口等。以上所有的特性都可以帮助您更容易地使用示波器和传输数据。有些示波器还会配备操作系统，让您的示波器像个人计算机一样运行。在连接了外部显示器、鼠标和键盘后，您就可以像把示波器嵌入到电脑中一样来查看示波器的显示画面和进行控制操作。在许多情况下，您也可以通过 USB 或 LAN 连接，将数据从示波器传送到 PC。良好的连通性特性可节省大量宝贵的时间，协助您更轻松地完成工作。例如，您可以迅速而完整地将数据传送到笔记本电脑，或与不同地点的同事分享数据。您也可以通过 PC 对示波器进行远程控制。在很多情况下，用户都需要高效地传输数据，因此购买具备出色连通特性的示波器才是明智的投资。图 28. 静寂时间（死区时间）示意图圆圈指出的偶发事件将不显示示波器探头示波器决定着显示信号和分析信号的准确程度，而用来连接示波器与被测件（DUT）的探头则与信号完整性息息相关。如果您使用的是 1 GHz 的示波器，但探头却只支持 500 MHz 的带宽，那么您将无法充分利用示波器的带宽。本节讨论探头的类型及每种探头所适合的应用。负载没有任何一个探头可以完美地复制您的信号，因为当您把探头连接到电路上时，探头就会变成该电路的一部分。电路中的部分电能会流经探头，我们称之为负载。负载共有三种：电阻、电容和电感。电阻负载电阻负载会造成显示的信号出现错误的幅度，也可能在连接探头时导致故障的电路开始发生作用。探头的电阻最好比信号源电阻大 10 倍以上，以便使幅度降低到 10% 以下。电容负载电容负载会导致上升时间变慢，并使带宽变小。为了减少电容负载，探头的带宽至少应是信号带宽的 5 倍。电感负载电感负载在您的信号中会以振铃形式出现。它是由探头接地导线的电感效应引起的，因此请尽可能选用最短的导线。无源探头无源探头只包含无源器件，不需要使用电源便可运行。这类探头在探测带宽小于 600 MHz 的信号时很有用，一旦超过这个频率，就需使用另一种探头（有源探头）。无源探头通常价格较低，且兼具易于使用和坚固耐用的特性。它是一种精确的多功能探头。无源探头的种类包括低阻分压探头、补偿探头、高阻分压探头及高电压探头。无源探头通常会产生高电容负载和低电阻负载。图 29. 无源探头有源探头使用有源探头时，必须通过电源对探头内部的有源器件供电。有时，探头会通过 USB 电缆连接、外部机箱或示波器主机供电。这类探头使用有源器件来放大或调整信号。有源探头可支持更高的信号带宽，因此很适合高性能的应用。有源探头的价格要比无源探头高出许多，不但耐用性差，探针也比较重。但这类探头可以提供最佳的电阻和电容负载组合，并可让您测试更高频率的信号。Keysight InﬁniiMax 系列探头属于高性能探头。它们在探针中使用一个阻尼电阻器，可以大幅减少负载效应。此外，它们也提供非常高的带宽。图 30. 有源探头电流探头电流探头可用来测量流经电路的电流，它们通常体积较大，且带宽有限（100 MHz）。探头附件与探头相配套的还有各种不同类型的探针，从可以包裹缆线的粗大型探针，到细如发丝的纤细型的探针应有尽有。有了这些探针，您就可以更轻松地接触测试电路或被测件的各个部分。图 31. 电流探头结论在当今的科技领域中，示波器是一种功能强大的工具。它们适用于非常广泛的应用，并且较之于其他的测试与测量工具拥有许多优点。阅读了本应用指南之后，您应该已对示波器原理有了较为清晰的认识。如能再接再厉，阅读一些更高级的专题文章，相信您在以后使用示波器时会更加得心应手。有关是德科技示波器的更多信息，请访问示波器编辑于 2024-01-22 19:49・IP 属地马来西亚示波器仪器仪表是德科技（中国）有限公司Keysight赞同 1676 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录示波器使用方法介绍是德科技(原安捷伦)示波器的使用方法和步骤示波器基

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示波器的使用（界面、原理、操作及眼图）建议收藏！ - 知乎切换模式写文章登录/注册示波器的使用（界面、原理、操作及眼图）建议收藏！华启学院通信达叔学通信，找达叔，通信人在线示波器的使用（界面、原理、操作及眼图）建议收藏！文章来源于微信公众号：华启学院本文包含三部分内容，分别为：一、示波器面板及功能键介绍二、示波器的工作原理三、示波器的使用教程四、眼图分析一、示波器面板及功能键介绍 ZDS3024 无 VGA 输出接口，对应的位置为 RS232 通讯接口。安全锁：用户可使用安全锁将示波器锁在固定位置。沿与后面板垂直的方向对准上图“防盗锁孔”将锁头插入，顺时针旋转钥匙锁定示波器，然后拔出钥匙。注意，不要将其它物品插入防盗锁孔以免损坏仪器。可调支架：调节示波器的倾斜角度，便于更好的操作和观察显示屏，向外打开支撑脚让示波器倾斜或向内关闭支撑脚让示波器直立。触发输出：将连接线的 BNC 母头接口与触发输出接口连接，顺时针旋转，两接口卡住即可。VGA 接口：该接口可用于外接显示器，ZDS3024 此接口为 RS232 串口。LAN 接口：将网线接口对准 LAN 接口连接，可进行网络通讯。 USB Device：将 standard B 类型 USB 线接入 USB Device 接口即可使用。 AC 电源插口：将符合规定的电源线对准电源接口连接即可。软键多功能旋钮区多功能旋钮区主要用于波形灰度显示、亮度调节和波形光标测量的调节。波形探测区主要用于对波形进行测量、搜索、缩放、分段存储和标记。水平控制区主要用于波形时基档位和波形偏移的调节（包括主时基和副时基）。快捷功能区主要对波形进行【一键清除】、【一键轨迹】、【硬件滤波】和【一键截屏】的操作。运行控制区被用于控制示波器采样的运行/停止，功能参数的复位。多功能控制区垂直控制区用于在垂直方向上控制波形的位置、波形的扩展或压缩显示。触发功能区面板组件二、示波器的工作原理视频连接：https://v.qq.com/x/page/a0631x4abvd.html三、示波器的使用视频连接：四、关于眼图视频连接：（a）无码间串扰的双极性基带波形（b）有码间串扰的双极性基带波形（c）无码间串扰的眼图（d）有码间串扰的眼图眼图中眼睛张开越大（抽样时刻最大信号畸变小），且眼图越端正（过零点畸变小），表明码间串扰越小，反之，码间串扰越大。眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息：可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱，有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响，评价一个基带系统的性能优劣；可以指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰。1.最佳抽样时刻应在“眼睛”张开最大的时刻。2.对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。斜率越大，对定时误差就越灵敏。3.在抽样时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变。4.眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平。5.在抽样时刻上，上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限，噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。6.对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统，眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小，表示零点位置的变动范围，这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响。文章来源于微信公众号：华启学院发布于 2019-11-04 12:01示波器微电子仪器仪表赞同 2394 条评论分享喜欢收藏申请

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示波器入门与选购指南 - 知乎

示波器入门与选购指南 - 知乎切换模式写文章登录/注册示波器入门与选购指南笔下传神永远年轻，永远热泪盈眶！示波器，“人”如其名，就是显示波形的机器，它还被誉为“电子工程师的眼睛”。它的核心功能就是为了把被测信号的实际波形显示在屏幕上，以供工程师查找定位问题或评估系统性能等等。示波器分为模拟示波器和数字示波器，本文主要介绍现在常用的数字示波器几个最关键的参数，全文八千字，enjoy！！！目录一、带宽二、采样率三、储存深度四、波形更新率五、总结六、入门级示波器推荐一、带宽带宽是示波器最关键的技术指标！！！很多人认为测量多高频率的信号就用多高带宽的示波器，这是个严重误区。示波器中的模拟通道，简化来看就是个低通滤波器，它对频率越高的信号衰减越多，一般会把信号功率衰减了-3dB的频率，定义为示波器的带宽大多数带宽技术指标在 1 GHz 及以下的示波器通常会出现高斯响应，并在 -3 dB 频率的三分之一处表现出缓慢下降特征。如图 2 所示，带宽技术指标大于 1 GHz 的示波器通常拥有最大平坦频率响应。这类响应通常在 -3 dB 频率附近显示出具有更尖锐下降特征、更为平坦的带内响应。图1 示波器的高斯频率响应(图片来自网络，侵删)图2 示波器最大平坦度频率响应(图片来自网络，侵删)衰减的—3dB 是按信号功率计算的，相当于信号的功率增益下降为原来的一半。示波器测量的是电压信号，根据公式P=U×U/R功率与电压的平方成正比，所以—3dB 相当于示波器电压的增益随着频率的增加下降到原来的0.707 倍。如果你用一个100MHz带宽的示波器去测量一个1MHz、峰峰值为1V的正弦波信号，测出来的电压峰峰值就是1V，当你去测量100MHz、峰峰值为1V的正弦波信号时，测出来的峰峰值为0.7V左右，相当于测量误差有30%，大的惊人！！！那么究竟需要多少带宽的示波器呢？取决于你的应用场合数字应用数字电路中时钟和数据信号都是边沿上升时间很短的方波信号，按照工程应用经验，示波器带宽至少应该比信号最高频率高5倍的带宽才能保证测量信号的最小幅度衰减，并且能捕获到其5次谐波成分。这是为什么呢？根据傅里叶变换可知，方波可以分解为奇次倍数频率的正弦波。譬如1MHz的方波，是由1MHz，3 MHz，5 MHz，7 MHz……等正弦波叠加而成在图 3 中，黄色迹线显示了原始的真实信号，这个信号用作参考信号。如果仔细查看每一个谐波，您会看到一次谐波（绿色迹线）的周期和占空比跟原始信号相同，但其上升沿较慢，拐角更圆滑。而在捕获一、三和五次谐波（红色迹线）时，您可以看到波形的拐角更锐利，显露出更多的信号细节。图 3. 示例显示了包含一定程度谐波的信号在示波器屏幕上是什么样子的(图片来自网络，侵删)究竟需要多高带宽的示波器，最好的方法是确定你数字信号中出现的最高频率，注意这个并不是最高时钟频率，最高频率应该由于数字系统中最快的边沿速度来决定的，所以你首要任务是确定你所设计的数字系统信号的最快上升和下降时间。第一步：确定最快的边沿速度计算fknee拐点频率Howard W. Johnson 博士在《High-speed Digital Design – A Handbook of Black Magic》一书中指出，可以使用一个简单的公式来计算最大的“实际”频率分量。他将这个频率分量称为 " 拐点 " 频率 (fknee)。所有快速边沿都有无穷多的频率分量。然而，在快速边沿的频谱图中有一个曲折点（或“拐点”），此处高于 fknee 的频率分量对于确定信号的波形影响。对于上升时间按照 10% 至 90% 准则计算的信号，fknee 等于 0.5 除以信号的上升时间。对于上升时间按照 20% 至 80% 准则计算的信号，fknee 等于 0.4 除以信号的上升时间。fknee = 0.5 / RT (10% - 90%) fknee = 0.4 / RT (20% - 80%) 注：RT为信号上升时间第二步，计算示波器带宽根据在测量上升时间和下降时间时希望达到的精度，确定测量信号所需要的示波器带宽。表 1 列出了决定示波器（具有高斯频率响应或最大平坦度频率响应）测量精度的多个乘积系数。请记住，大多数带宽技术指标为 1 GHz 及以下的示波器通常具有高斯型响应，而大多数带宽高于 1 GHz 的示波器具有最大平坦度型响应。来举个简单例子帮助理解通过近似高斯频率响应测量 500 ps 上升时间（10-90%），确定示波器的最小必需带宽如果信号具有近似 500 ps 的上升 / 下降时间（基于 10% 至 90% 标准），那么信号中的最大实际频率分量（fknee）将大约等于 1 GHz。f knee = (0.5/500ps) = 1 GHz根据表1，如果在对信号进行实际的上升时间和下降时间测量时，您能够容忍最多 20% 的计时误差，那么可以使用 1 GHz 带宽示波器用于数字测量应用。但是如果需要 3% 左右的计时精度，则最好使用 2 GHz 带宽的示波器。带宽越高测量误差越小！！！下面来看看不同带宽的示波器测量同一个时钟的不同效果图 4 显示了使用 100 MHz 带宽示波器对边沿速度（10% 至 90%）为 500 ps 的 100 MHz 数字时钟信号进行测量获得的波形结果。如图所示，示波器仅允许该时钟信号的 100 MHz 基本波形通过，从而将时钟信号显示为近似正弦波。对于许多采用 8 位 MCU 且时钟速率在 10 MHz 至 20 MHz 之间的设计，使用 100 MHz 示波器进行测量就足以满足需要；但要测量 100 MHz 时钟信号，100 MHz 带宽示波器就无能为力了。图4：使用100MHz带宽示波器捕获100MHz时钟信号(图片来自网络，侵删)500 MHz 带宽示波器能够捕获 5 次谐波，因而成为我们首选推荐的解决方案（如图 5 所示）。但是当测量上升时间时，我们看到示波器测得的结果为大约 800 ps。在这种情况下，示波器无法非常精确地测量此信号的上升时间。示波器实际上测量的是接近于自身上升时间（700 ps）的目标，而不是输入信号的上升时间（500 ps 左右）。如果在这个数字测量应用中计时测量非常重要的话，我们需要使用更高带宽的示波器。图5 - 使用500MHz带宽示波器捕获100MHz时钟信号(图片来自网络，侵删)借助 1 GHz 带宽示波器，我们可以获得更精确的信号图形（如图 6 所示）。当测量上升时间时，我们看到示波器测得的结果大约为 600 ps。这个测量为我们提供大约 20% 的测量精度，是一种备受欢迎的测量解决方案，特别适合预算紧张的状况。但是这种测量也未必能够涵盖全部的应用范畴。图6 - 使用1 GHz带宽示波器捕获100MHz时钟信号(图片来自网络，侵删)如果想要以超过 3% 的精度和 500 ps 的边沿速度对信号进行测量，我们确实需要使用 2 GHz 及以上带宽的示波器（通过之前的示例确定了这一数值）。如图 7 所示，2-GHz 带宽的示波器能够更精确地显示这个时钟信号，同时非常准确地测量上升时间（约 520 ps）。图7 - 使用2GHz带宽示波器捕获100MHz时钟信号(图片来自网络，侵删)注意：高带宽示波器必须配同等带宽探头才能测量准确！！！模拟应用几年前，大部分示波器厂商都建议您选择带宽比最大信号频率至少高 3 倍的示波器。虽然这个“3X”倍数不适用于数字应用，但是对模拟应用（例如调制射频）来说还是适合的。要了解这个 3:1 的倍数从何而来，让我们来看一下 1 GHz 带宽示波器的实际频率响应。图 8 显示了在 Keysight 1 GHz 带宽示波器上测得的扫频响应结果（20 MHz 至 2 GHz）。如图所示，在 1 GHz 处的输入结果衰减了大约 1.7 dB，正好在 -3 dB 限制范围内（示波器定义带宽）。要想对模拟信号进行精确测量，您仍需要使用频段一直比较平坦、具有极小衰减的示波器。在示波器的 1 GHz 带宽中，大约有三分之一的部分几乎没有衰减（0 dB）。但是，并非所有示波器均表现出此类响应。图8 - 使用Keysight MSO7104B 1-GHz 带宽示波器进行扫描频率响应测试(图片来自网络，侵删)图 9 显示了使用其他厂商的 1.5 GHz 带宽示波器执行扫描频率响应测试。这个示例是典型的非平坦频率响应。它的响应特征既不属于高斯型，也不属于最大平坦度型。该响应的图像看起来“高低不平”且呈现多个峰值，会对模拟信号或数字信号带来严重的波形失真。可惜的是，在示波器的带宽技术指标（3 dB 衰减频率）中没有提到其他频率上的衰减或放大。信号在示波器带宽的五分之一处衰减了大约 1 dB（10%）。因此在这种情况下，采用 3X 经验法则并不可取。在购买示波器时，最好选择规范的示波器厂商并要特别注意示波器频率响应的相对平坦度。图9 - 使用XXX的 1.5-GHz 带宽示波器进行扫描频率响应测试(图片来自网络，侵删)总结对于数字应用，您应当选择带宽比设计中的最快时钟速率至少高 5 倍的示波器。但是，如果您需要对信号进行精确的边沿速度测量，则必须先确定信号中的最大实际频率。对于模拟应用，应当选择带宽比设计中的最高模拟频率至少高 3 倍的示波器。但这个建议仅适用于在较低频段中具有相对平坦的频率响应的示波器。二、采样率示波器系统框图如上图所示，被测信号经过前端放大、衰减和信号调理后进行信号采样和数字量化，信号的数字化和采样是通过高速A/D转换器完成的，示波器的采样率就是对输入信号进行A/D转换时采样时钟的频率。通俗的讲就是采样间隔，每个采样间隔采集一个采样点。比如1GSa/s的采样率，代表示波器具备每秒钟采集10亿个采样点的能力，此时其采样间隔就是1纳秒。(图片来自网络，侵删)在进行采样时，一定要遵守奈奎斯特采样原理，才能避免波形失真。奈奎斯特采样原理认为：对于具有最大频率fmax的信号而言，等距采样频率fs必须比最大频率fmax大两倍，这样才能重建唯一的信号而不产生波形混叠的现象。(图片来自网络，侵删)由于奈奎斯特原理的前提是基于无限长时间和连续的信号，但是没有示波器可以提供无限时间的记录长度（示波器能够提供的最大点数，直接受存储深度的影响）；所以采用最高频率成分两倍的采样速率通常是不够的，实际应用中通常为5倍甚至更高。为了确保测量的准确性，通常要求示波器保持较高的采样率。目前示波器普遍采用的是实时采样方式。所谓实时采样，就是对被测的波形信号进行等间隔的一次连续的高速采样，然后根据这些连续采样的样点重构或恢复波形。在实时采样过程中，很关键的一点是要保证示波器的采样率要比被测信号的变化快很多。大多数示波器会提供几种采样模式供用户选择，常见的有标准采样、平均采样、峰值采样和包络采样。1、标准采样对大多数波形来说，使用标准模式可以产生最佳的显示效果。在一般情况下，如果您对示波器捕获波形的方式没有特殊要求时，可以选择这种方式。(图片来自网络，侵删)原理：按相等时间间隔对信号采样以重建波形，具体原理图如上图所示。适用场景：对波形捕获模式无特殊要求时使用。2、峰值采样(图片来自网络，侵删)在该模式下，示波器至少能显示出来与采样周期一样宽的所有脉冲。原理：采集到采样间隔信号的最大值和最小值，具体原理图如上图所示。适用场景：捕获可能丢失的窄脉冲和高频率的毛刺。注意事项：虽然该模式可避免信号混淆，但显示的噪声较大。3、平均值采样(图片来自网络，侵删)原理：示波器会对采集的N段波形，将它们按照触发位置对齐，对N段波形进行平均运算，最终得到一段平均后的波形。具体原理图如上图所示适用场景：希望减少波形中的随机噪声并提高垂直分辨率时使用。注意事项：平均次数越高，噪声越小，但波形显示对波形变化的相应也越慢。4、高分辨率采样(图片来自网络，侵删)在该模式下，该模式采用一种超取样技术，对采样波形的邻近点平均，减小输入信号上的随机噪声并在屏幕上产生更平滑的波形。原理：对一段波形中的每N个点求平均，把原来的N个采样点替换成一个平均点来显示。具体原理图如所示。适用场景：通常用于数字转换器的采样率高于采集存储器的存速率的情形，即可提供较较高分辨率、较低带宽的波形。注意事项：“平均”和“高分辨率”模式使用的平均方式不一样，前者为“波形平均”，后者为“点平均”。对这4种捕获模式的捕获机制与应用特点了解之后，我们来看下它们对同一个输入信号的显示情况。将捕获模式依次设置为标准、峰值、平均和高分辨率模式，很明显在对比之下，标准捕获模式下，信号噪声适中，峰值捕获模式下，信号的噪声显示比较明显，而平均和高分辨率捕获模式下显示的波形几乎没有随机噪声。标准采样波形图(图片来自网络，侵删)峰值采样波形图(图片来自网络，侵删)平均采样波形图(图片来自网络，侵删)高分辨率采样(图片来自网络，侵删)了解了同一输入信号在不同捕获模式下的不同显示效果之后，再来对这四种捕获模式做个异同总结：对波形捕获模式无特殊要求时，一般使用示波器默认的标准采样；要捕获窄脉冲或高频率的毛刺，选择峰值采样；想减少噪声并提高分辨率，使用平均采样；希望提供较较高分辨率、较低带宽的波形时，选择高分辨率采样。无论选择了哪种采样方式，根据Nyquist采样定理，都要记住保证采样率至少是被测信号带宽的2倍以上，实际应用中都会选择5倍或者以上，这样更容易捕获的波形的异常信息。还有一点需要特别注意，大多数示波器都是两通道共用一路ADC模数转换器，当开启双通道测量时，采样率会降半！三、储存深度存储深度（Record Length）也称记录长度，它表示示波器可以保存的采样点的个数。存储深度如果为“1000000个采样点”则一般在技术指标中会写作“1Mpts”（这里的pts可以理解为“points”的缩写）。存储深度表现在物理介质上其实是某种存储器的容量，存储器容量的大小也就是存储深度。示波器采集的样点存入到存储器里面，当存储器保存满了，老的采样点会自动溢出，示波器不断采样得到的新的采样点又会填充进来，就这样周而复始，直到示波器被触发信号“叫停”，每“叫停”一次，示波器就将存储器中保存的这些采样点“搬移”到示波器的屏幕上进行显示，这两次“搬移”之间等待的时间被称为“死区时间”。有个形象的比喻，存储器就像一个“水缸”，“水缸”的容量就是“存储深度“如果使用一个“水龙头”以恒定的速度对水缸注水，水龙头的水流速就是“采样率”，当水缸已经被注满水后，水龙头仍然在对水缸注水，这时候水缸里的水有一部分就会溢出来，但水缸的总体容量是保持不变的。在示波器测量波形时，有个重要的公式：存储深度=采样率 × 采样时间对于数字示波器，其最大存储深度是一定的，但是在实际测试中所使用的存储长度却是可变的。在存储深度一定的情况下，存储速度越快，存储时间就越短，他们之间是一个反比关系。同时采样率跟时基（timebase）是一个联动的关系，也就是调节时基档位越小采样率越高。存储速度等效于采样率，存储时间等效于采样时间，采样时间由示波器的显示窗口所代表的时间决定。譬如当时基选择10μs/div，因为水平轴是10格（有些示波器是12格或14格），因此采样时间为100μs，在1Mpts的存储深度下，当前的实际采样率为1M÷100μs =10 GS/s , 如果存储深度只有250Kpts，那当前的实际采样率就只要2.5GS/s了。由存储关系式可知，当储存深度固定时，你想获得更高的采样率的话，只能把采样时间调小，如果你想长时间观察是否有异常信号出现则长的采样时间，这样的话只能降低采样率，低采样率的话可能无法捕获到短暂脉冲的异常信号，二者有点矛盾。那该怎么办?很简单，提高储存深度即可，既能保证高采样率又能拥有长采样时间举个简单的例子，有2台示波器都是100MHz带宽， 1GSa/s采样率，A示波器的存储深度是1Mpts，B示波器的存储深度是100Mpts如果A示波器用最大采样率1GSa/s，根据储存关系式，它的采样时间只能是1mS，而如果我们需要观察的时间窗口是100mS时，它的采样率会下降到10MSa/s，采样率的下降会对波形的捕获产生失真B示波器采样时间窗口是100mS时，它的采样率依旧是1GSa/s，没有下降。很明显示波器B要优于示波器A(图片来自网络，侵删)上图中第一个图形表明在采样率足够的前提下，观察多个周期的样本，需要的存储深度很长，图示中需要36个采样点。第二个图形采样率依然保持方便，但存储深度变小，只有9个采样点，因此只能采样一个周期多点的波形。第三个波形仍然是存储深度很小，只有9个采样点，但仍然要采样和第一个图形一样多个周期的波形，其结果是采样率变小，测量得到的波形就会失真。对于示波器存储深度这个关键参数，国内示波器厂商是比较良心的，大多数都是28 Mpts起步，多的能达到512 Mpts，而国外知名品牌1G带宽以下示波器存储深度大多数都很小，因此它的最高采样率只能在很短的时间窗口下实现。注意：示波器标的储存深度都是最大值，当你开启两个通道时每个通道的存储深度只有最大值的一半，同理四通道同时用的话每个通道只有四分之一。四、波形更新率波形刷新率，即波形捕获率，指的是每秒捕获的波形次数，表示为波形每秒（wfms/s）。事实上，示波器从采集信号到屏幕上显示波形的过程由若干个捕获周期组成。一个捕获周期由采样时间和死区时间组成。采样时间指的是模拟信号转化为数字信号并存储的过程。死区时间指的是示波器对采样存储回来的数字信号进行测量运算，显示等处理的过程。其中死区时间内示波器不进行采集。由此可知，死区时间的大小将影响捕获周期的长短进而影响波形刷新率的高低。如下图所示：不同刷新率对死区时间的影响(图片来自网络，侵删)从图中可知，波形刷新率更高的示波器，拥有更短的死区时间，也就有着更高的几率捕获到波形中低概率的异常信号。而低刷新率示波器由于死区时间较长，对于低概率的异常信号需要很长的时间才能捕获。这就是有些时候电路明明有故障而示波器上的波形却看似完全正常的原因。总之，波形更新率越高越好，越能捕获到异常信号！五、总结带宽、采样率、存储深度和波形更新率作为示波器最重要的指标参数，根据自己系统需求选择示波器，这里做一下总结带宽：至少是系统最高信号频率的5倍采样率：至少是带宽的4~5倍及以上储存深度：越大越好波形更新率：越大越好关于示波器选择，主要有进口知名品牌泰克、安捷伦、力科、罗德施瓦茨和国产厂商普源、ZLG、鼎阳、优利德等，国产示波器主要集中在中低端2G带宽以内，功能全面，性价比高，如果预算有限可以优先考虑国产示波器。进口示波器带宽可达上百G，当然价格特别感人，好几百万大洋！同样带宽的示波器，进口的价格可能要国产示波器的2~3倍，而且很多选件都是要另外付费购买的。总之，预算有限，考虑性价比，优选国产示波器，如果你是土豪，那就直接进口示波器啦！！！下面是几款入门级示波器推荐，可以参考一下，希望能帮到你！六、入门级示波器推荐ZLG ZDS1104 3999元(图源：ZLG官网)100MHz带宽，最高1GSa/s采样率；标配了最高28Mpt存储深度；4通道标配11种基础触发，21种协议触发，21种协议解码类型；标配了最高50k wfms/s的波形刷新率；100k pts的FFT分析功能；52种参数测量统计。基于原始的采样点，对全存储深度的波形进行测量；7 英寸TFT彩色触摸显示屏，分辨率800×480，并具有精心优化的256级灰度等级显示；支持 USB Host、USB Device、LAN、RS232 等接口，支持程控设备标准命令（SCPI ），为仪器的二次编程控制提供丰富通信接口。最大亮点是协议解码类型超级多！！！优利德 UPO2104CS 3643元(图源：优利德官网)100MHz带宽，最高1GSa/s采样率；标配最高56Mpts存储深度4通道83,000wfms/s波形刷新率256级波形灰度显示每通道时基独立可调高达6.5万帧硬件实时波形录制功能强大的波形分析功能丰富的外围接口：USB Host、USB Device、 LAN、AUX Out普源 DS1104Z Plus 3999元(图源：普源官网)100MHz带宽，最高1GSa/s采样率；标配最高12Mpt存储深度；4通道标配了最高30k wfms/s的波形刷新率；多达6万帧的硬件实时波形不间断录制和回放功能；标配12种基础触发，4种协议触发，4种协议解码类型；丰富的接口：USB Host&Device, LAN(LXI Core Device 2011),AUX，USB-GPIB（可选）通过 MSO 升级选件升级后可支持 16 个数字通道，500MSa/s采样率；普源 MSO5104 9999元(图源：普源官网)100MHz带宽，最高8GSa/s采样率；标配最高100Mpt存储深度，选件最高到200 Mpt；4通道标配了最高500k wfms/s的波形刷新率；增强1M pts的FFT分析功能；多达45万帧的硬件实时波形不间断录制和回放功能；9英寸多点触控电容屏丰富的接口：USB Host & Device、千兆LAN(LXI)、HDMI、TRIG OUT、 USB-GPIB编辑于 2020-10-17 15:55示波器电子电路赞同 1159 条评论分享喜欢收藏申请

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带宽高达 80 GHz / DC

模拟通道多达 8 个

数字通道数多达 64 条（可选）

采样率高达 100 Gs/s

最低 (>30 MHz)

最小值 1 GHz

最小值 8 GHz

最高

2-4

最小值 16（可选）

最小值 32（可选）

最小值 64（可选）

最低 (>300 kS/s)

最小值 5 GS/s

最小值 25 GS/s

最高

TBS1000C 数字存储示波器

带宽

50 MHz - 200 MHz

模拟通道

数字通道数

采样率

1 GS/s

起价

US $514

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比较 2/3

TBS2000B 数字存储示波器

带宽

70 MHz - 200 MHz

模拟通道

2-4

数字通道数

采样率

1GS/s - 2 GS/s

起价

US $1,690

比较

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比较 2/3

2 系列 MSO 便携式混合信号示波器

带宽

70 MHz - 500 MHz

模拟通道

2 或 4

数字通道数

16（选配）

采样率

1.25GS/s - 2.5GS/s

起价

US $2,020

比较

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比较 2/3

3 系列 MDO 混合域示波器

带宽

100 MHz - 1 GHz

模拟通道

2 或 4

数字通道数

16（选配）

采样率

2.5 GS/s - 5 GS/s

起价

US $5,020

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New Series!

4 系列 B MSO 混合信号示波器

带宽

200 MHz 至 1.5 GHz

模拟通道

4 或 6

数字通道数

最多 48 条（可选）

采样率

6.25GS/s

起价

US $10,000

比较

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5 系列 B MSO 混合信号示波器

带宽

350 MHz - 2 GHz

模拟通道

4、6 或 8

数字通道数

多达 64 条（可选）

采样率

6.25GS/s

起价

US $21,600

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5 系列紧凑型 MSO

带宽

1 GHz

模拟通道

数字通道数

多达 64 条（可选）

采样率

6.25GS/s

起价

比较

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比较 2/3

6 系列 B MSO 混合信号示波器

带宽

1 GHz - 10 GHz

模拟通道

4、6 或 8

数字通道数

多达 64 条（可选）

采样率

50 GS/s

起价

US $39,300

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6 系列紧凑型数字化仪

带宽

1 GHz - 8 GHz

模拟通道

4 (SMA)

数字通道数

采样率

25 GS/s

起价

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MSO/DPO70000DX 混合信号/数字荧光示波器

带宽

8 GHz - 33 GHz

模拟通道

数字通道数

16（选配）

采样率

25 GS/s - 100 GS/s

起价

比较

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DPO70000SX ATI 高性能示波器

带宽

13 GHz - 70 GHz

模拟通道

1-4

数字通道数

采样率

50 GS/s - 200 GS/s

起价

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8 系列采样示波器

带宽

30 GHz

模拟通道

数字通道数

采样率

300 kS/s

起价

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MDO3000混合域示波器

带宽

100 MHz - 1 GHz

模拟通道

2 或 4

数字通道数

16（选配）

采样率

2.5 GS/s - 5 GS/s

起价

US $8,000

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MDO4000C混合域示波器

带宽

200 MHz - 1 GHz

模拟通道

数字通道数

16（选配）

采样率

2.5 GS/s - 5 GS/s

起价

US $13,000

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DPO70000SX ATI 高性能示波器

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8 系列采样示波器

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MDO3000混合域示波器

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MDO4000C混合域示波器

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带宽

50 MHz - 200 MHz

70 MHz - 200 MHz

70 MHz - 500 MHz

100 MHz - 1 GHz

200 MHz 至 1.5 GHz

350 MHz - 2 GHz

1 GHz

1 GHz - 10 GHz

8 GHz - 33 GHz

13 GHz - 70 GHz

30 GHz

100 MHz - 1 GHz

200 MHz - 1 GHz

模拟通道

2-4

2 或 4

4 或 6

4、6 或 8

1-4

2 或 4

数字通道数

16（选配）

最多 48 条（可选）

多达 64 条（可选）

16（可选）

16（选配）

采样率

1 GS/s

1GS/s - 2 GS/s

1.25 GS/s 所有通道；2.5 GS/s 半通道

2.5 GS/s - 5 GS/s

6.25GS/s

50 GS/s

25 GS/s - 100 GS/s

50 GS/s - 200 GS/s

300 kS/s

2.5 GS/s - 5 GS/s

记录长度

20K 点

5M 点

10 Mpts

10 M

31.25 M 至 62.5 M

62.5 M - 500 M

125 M - 500 M

62.5 M - 1 G

31.25M - 1G 点

62.5M - 1G 点

> 800 M

10 M

20 M

频谱分析仪

标准数学 FFT

高达 3 GHz 的内置专用射频路径（可选）标准数学 FFT

带集成数字下变频器的频谱视图；每个通道的跨度为 312.5 MHz，500M 频宽（可选）标准数学 FFT

带集成数字下变频器的频谱视图；每个通道的标准跨度为 312.5 MHz，500M 频宽（可选）标准数学 FFT

带集成数字下变频器的频谱视图；每个通道的标准跨度为 1.25 GHz，2 GHz 频宽（可选）标准数学 FFT

标准数学 FFT

高达 3 GHz 的内置专用射频路径标准数学 FFT

高达 6 GHz 的内置专用射频路径标准数学 FFT

函数发生器输出

1（可选，与辅助输出复用）

1（选配）

最大波形捕获速率

每秒 10000 次

>280,000 波形/秒

>500,000 波形/秒

>500,000 （峰值检测，包络采集模式），>30,000 波形/秒（所有其他采集模式）

>300,000 波形/秒

记录长度/300 kS/s

>235,000 - >280,000 wfm/s

>270,000 - >340,000 波形/秒

RF 通道

1（选配）

RF 频率范围

9 kHz 至 1 GHz 或 3 GHz（可选）

示波器的频谱视图直流至带宽 (-3dB)

9 kHz - 1 GHz（选配可高达 3 GHz）

9 kHz – 3 GHz/ 6 GHz（可选）

触发类型

边沿、脉宽、欠幅、线路

边沿、脉宽、欠幅

边沿、脉冲宽度、超时、欠幅、逻辑、建立/保持、上升/下降、并行、串行总线（可选）

边缘逻辑并行（可选）脉宽上升/下降时间欠幅串行总线（可选）序列建立和保持超时视频

边缘毛刺码型脉宽欠幅串行总线（可选）建立和保持状态超时跳变窗口视频（可选）视觉触发 RF 频率与时间关系（可选） RF 幅度与时间关系（可选）

边缘毛刺码型脉宽欠幅串行总线（可选）建立/保持状态超时跳变窗口视频（可选）视觉触发

边缘毛刺码型脉宽欠幅串行总线（可选）建立和保持状态超时跳变窗口视频（可选）视觉触发 RF 频率与时间关系（可选） RF 幅度与时间关系（可选）

通信、总线、I2C、SPI、CAN、LIN、Flexray、RS-232/422/485/UART、USB、边沿、B 事件扫描、毛刺、码型、欠幅、串行码型、建立/保持、状态、超时、跳变、可视、带宽、窗口

边沿、B 事件扫描、毛刺、码型、欠幅、建立/保持、状态、超时、跳变、可视、带宽、窗口

时钟预定标输入

边沿逻辑并行脉宽上升/下降时间欠幅序列串行总线（可选）建立/保持超时视频

边沿逻辑并行脉宽射频（可选）上升/下降时间欠幅序列串行总线（可选）建立/保持超时视频

可选分析

I2C、SPI、RS232/422/485/UART、CAN、CAN-FD、LIN、SENT 解码

I²C/SPI 解码 I²S/LJ/RJ/TDM 解码 RS-232/422/485/UART 解码 CAN/LIN/FlexRay 解码 MIL-STD-1553/ARINC 429 解码功率分析 USB2.0 解码

1 线解码3 相功率分析高级功率分析 CAN/LIN/FlexRay 解码CXPI 解码EtherCAT 解码以太网解码eSPI 解码 eUSB2 解码 I2C/SPI 解码 I2S/ LJ/RJ/TDM 解码 I3C 解码曼彻斯特解码 MDIO 解码 MIL-STD-1553/ARINC 429 解码NFC 解码 NRZ 解码 PSI5 解码 RS-232/422/485/UART 解码 SDLC 解码 SENT 解码SMBus 解码 Spacewire 解码频谱视图频谱分析 SPMI 解码 SVID 解码 USB 2.0 (LS/FS/HS) 宽禁带双脉冲测试

1 线解码8b10b 解码 10BASE-T1L 一致性 10BASE-T1S 一致性高级抖动分析高级功率分析汽车以太网一致性 CAN/LIN/FlexRay 解码CXPI 解码eSPI 解码EtherCAT 解码以太网一致性以太网解码eUSB2 解码 I2C/SPI 解码 I2S/LJ/RJ/TDM 解码 I3C 解码 IMDA 分析 IMDA DQ0 测量IMDA 机械测量曼彻斯特解码 MDIO 解码 MIL-STD-1553/ARINC 429 解码MIPI C-PHY 解码 MIPI D-PHY (CSI/DSI) 解码 NFC 解码 NRZ 解码 PSI5 解码 RS-232/422/485/UART 解码 SDLC 解码 SENT 解码SMBus 解码 Spacewire 解码 SPMI 解码 SVID 解码 USB 2.0 解码 USB 2.0 一致性用户自定义滤波器矢量信号分析宽禁带双脉冲测试

1 线解码 8b10b 解码高级抖动分析高级功率分析 CAN/LIN/FlexRay 解码 CXPI 解码eSPI 解码EtherCAT 解码以太网解码 eUSB2 解码 I2C/SPI 解码 I2S/LJ/RJ/TDM 解码 I3C 解码IMDA 分析 IMDA DQ0 测量曼彻斯特解码 MDIO 解码 MIL-STD-1553/ARINC 429 解码 MIPI C-PHY 解码 MIPI D-PHY (CSI/DSI) 解码 NRZ 解码 PSI5 解码 RS-232/422/485/UART 解码 SDLC 解码 SENT 解码SMBus 解码 Spacewire 解码 SPMI 解码 SVID 解码 USB 2.0 解码用户自定义过滤器

1 线解码 2.5 和 5GBASE-T 一致性 8b10b 解码 10BASE-T1L 一致性 10BASE-T1S 一致性 10GBASE-T 一致性高级抖动分析高级功率分析汽车以太网一致性 CAN/LIN/FlexRay 解码 CXPI 分析 DDR3/LPDDR3 分析 eSPI 解码EtherCAT 解码以太网一致性以太网解码eUSB2 解码 I2C/SPI 解码 I2S/LJ/RJ/TDM 解码 I3C 解码 IMDA 分析 IMDA DQ0 测量 IMDA 机械测量曼彻斯特解码 MDIO 解码 MIL-STD-1553/ARINC 429 解码 MIPI D-PHY 1.2 一致性 MIPI D-PHY 2.1 一致性 MIPI C-PHY 2.0 (CSI/DSI) 解码 MIPI D-PHY (CSI/DSI) 解码 NFC 解码 NRZ 解码 PSI5 解码 RS-232/422/485/UART 解码 SDLC 解码 SENT 解码SMBus 解码 Spacewire 解码 SPMI 解码 SVID 解码 USB 2.0 解码 USB 2.0 一致性用户自定义过滤器矢量信号分析宽禁带双脉冲测试

MIPI® D-PHY 测试 (D-PHY)、DDR 内存总线分析 (DDRA)、DPOJET 抖动和眼图分析 (DJA)、DisplayPort 1.2 源测试自动化 (DP12)、以太网一致性测试解决方案 (ET3)、HDMI 一致性测试解决方案 (HT3)、HSIC 电气验证和协议解码 (HSIC)、MHL 高级分析和一致性测试 (MHD)、MOST 电气一致性和调试 (MOST)、MIPI M-PHY 发射机调试、检定和一致性测试 (M-PHY)、PCI Express 发射机一致性和调试 (PCE3)、SAS 12 Gb/s 测试 (SAS3)、串行数据链路分析解决方案软件（SLE、SLA）、SFP 一致性和调试 (SFP-TX)、SignalVu 矢量信号分析软件 (SVE)、Thunderbolt TX 一致性测试 (TBT-TX)、USB 2.0 一致性测试解决方案 (USB)、USB 3.0 发射机测试 (USB3)

DPOJET 抖动和眼图分析 (DJA)、串行数据链路分析可视化工具 (SDLA64)、SignalVu 矢量信号分析 (SVE)

光学 PAM4 (PAM4-O)

CAN/LIN 解码FlexRay 解码I2C/SPI 解码I2S/LJ/RJ/TDM 解码极限和模板测试功率分析MIL-STD-1553 解码RS-232/422/485/UART 解码USB 解码

CAN/LIN 解码CAN/LIN/FlexRay 解码以太网解码I2C/SPI 解码I2S/LJ/RJ/TDM 解码HDTV 视频极限和模板测试MIL-STD-1553 解码功率分析RS-232/422/485/UART 解码USB 解码

垂直精度

±2.0%

±1.5%

±1%

±2%

±1.5%

自动化测量

32 和 FFT 功能用于深入波形分析

应用模块个数范围

上升时间

7.0 ns - 2.1 ns

3.5ns~5ns

5 ns 至 950 ps（70MHz 至 500MHz）

4000 ps 至 400 ps（100 MHz 至 1 GHz）

2.3 ns 至 450 ps（200 MHz 至 1.5 GHz）

175 ps - 1 ns

350 ps

400 ps - 40 ps (1 GHz - 10 GHz)

9 ps - 98 ps

<6ps - 13ps

取决于采样模块

400 ps - 4 ns

175 ps - 3.5 ns

显示

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1 GHz（可选），3 GHz（可选）

频谱视图：312.5 MHz，500 MHz（可选）

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示波器FAQs

什么是示波器?

示波器，用图形显示电信号，并显示它们随时间的变化情况。了解更多示波器是如何工作的，以及关于它们的用途和示波器的类型

示波器是用来做什么的?

工程师使用示波器来设计、制造或修理电子设备，以验证设备是否正常工作。

示波器是如何工作的?

示波器可以重建电信号用三个系统：垂直、水平和触发一起工作来收集电信号的信息，这样示波器就可以图形化地显示这些信号。

示波器如何测量电压?

示波器测量电压波通过传感器捕获振动或温度等物理现象，或电流或功率等电子现象。示波器将信号转换成波形并以图形形式显示出来，横轴表示时间，纵轴表示电压。

示波器能测量什么?

示波器测量电压波，但它也可以用来测量电流，电阻，声音，电容，频率等。

示波器如何测量频率?

大多数示波器会自动测量频率但是你也可以使用一个简单的方程(频率=1/周期)和你的示波器上的水平刻度手动测量频率。

示波器如何测量电流?

你可以用一台示波器来测量电流通过测量并联电阻上的电压降或使用电流探针。

示波器有哪些不同类型?

主要有两种类型的示波器: 模拟计算机和数字计算机两种。目前大多数工程师使用数字示波器，它分为五类:数字存储示波器、数字荧光粉示波器、混合信号示波器、混合域示波器和数字采样示波器。

什么是混合信号示波器?

混合信号示波器是一种用于捕获、显示和比较模拟和数字信号的数字存储示波器。

什么是混合域示波器?

就像混合信号示波器, 混合域示波器测量模拟和数字信号，但有内置频谱分析仪，同样也允许工程师进行射频(RF)测量。

如何使用示波器

学习基本的设置和如何使用示波器以及基本的测量技术与我们的示波器如何操作指南。

如何挑选示波器

在购买示波器时要考虑很多因素。在我们的指南中了解更多如何为你的应用挑选示波器

谁需要使用示波器?

科学家、工程师、物理学家、医学研究人员、汽车机械师、维修技师和教育工作者使用示波器来观察信号随时间的变化。这台功能强大的仪器有很多用途。

“我们找不到能够进行测量的设备，例如，高端选通源电压。实际上，在当今存在更高频率的共模电压的情况下，大多数差分信号均无法得到准确测量。泰克闪亮登场。”

摩德纳雷焦艾米利亚大学 (UniMoRe) 教授 Giovanni Franceschini

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什么是示波器？如何使用？ - 知乎

什么是示波器？如何使用？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册科技电路基础示波器电路分析基础什么是示波器？如何使用？关注者5被浏览12,019关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享5 个回答默认排序是德科技 Keysight Technologies已认证账号关注先聊聊示波器的几个入门知识：示波器是干什么用的，示波器可以测量什么以及示波器、频谱仪和矢量网络分析仪有何区别？示波器图片示波器是干什么用的？示波器是用于观察电信号电压随时间变化关系的仪器，用于分析信号的时域特性。使用示波器可以直观的测试信号的周期、相位、边沿时间以及多个信号对比，并观测信号随时间变化的幅度变化规律等。示波器是干什么用的？https://www.zhihu.com/video/1618514662605254657示波器可以测量什么基本波形参数测量与电路异常诊断高速信号完整性分析（眼图、抖动分析）标准总线一致性分析（USB、PCle、DDR、HDMI等）串行信号解码（I2C 、 SPI 、 CAN等）宽带信号的调制分析（UWB 、雷达等）示波器、频谱仪和矢量网络分析仪有何区别？什么是示波器对于如今的模拟和数字电路来说，示波器是进行电压和定时测量的重要工具。示波器这一测量工具也是在各个电路实验中用来测试和验证实验作业及设计的最常用仪器。示波器是一种电子测量仪器，可以在无干扰的情况下监控输入信号，随后以图形方式采用简单的电压与时间格式显示这些信号。请注意，所有的示波器基本上只有数字储存示波器（简称DSO）和混合信号示波器（简称MSO）之分。其它的叫法都是在这两种示波器的基础上增加某些功能而已。今天的 DSO 和 MSO 可以捕获并显示重复信号或单冲信号，它们通常包括一系列自动测量和分析功能。下图是数字示波器体系结构图。数字示波器基本结构频谱分析仪频谱分析仪测量在仪器的整个频率范围内输入信号幅度随频率进行变化的情况。其最主要的用途是测量已知和未知信号的频谱功率。参加下图：典型频谱分析仪的结构框图典型频谱分析仪的结构框图网络分析仪网络分析仪一种在微波射频电路信号系统中能在宽频带内进行扫描测量以确定网络参量的综合性微波测量仪器。全称是微波网络分析仪。尽管最初只是测量 S参数，但为了优于被测器件，现在的网络分析仪已经高度集成，并且非常先进。射频电路需要独特的测试方法。在高频内很难直接测量电压和电流，因此在测量高频器件时，必须通过它们对射频信号的响应情况来对其进行表征。网络分析仪可将已知信号发送到器件、然后对输入信号和输出信号进行定比测量，以此来实现对器件的表征。大多数网络分析仪都是矢量网络分析仪——可以同时测量幅度和相位。矢量网络分析仪是用途极广的一类仪器，它们可以表征 S 参数、匹配复数阻抗、以及进行时域测量等。网络分析仪内部框图示波器入门 - 初次使用示波器的详细步骤本文介绍如何使用 InfiniiVision 1000 X 系列示波器 - 初次使用示波器的详细步骤。步骤 1. 检查包装物品步骤 2. 打开示波器电源步骤 3. 加载默认示波器设置步骤 4. 输入波形步骤 5. 使用自动设置步骤 6. 补偿探头步骤 7. 熟悉前面板控件步骤 8. 熟悉示波器显示屏步骤 9. 使用运行控制键步骤 10. 访问内置帮助固定示波器示波器正面图片步骤 1. 检查包装物品1 检查货运包装箱是否损坏。请在检查完物品的完整性以及示波器的机械和电气性能之前，保留损坏的货运包装箱或衬垫材料。2 验证在示波器包装中是否有下列物品：• 示波器。• 电源线。• N2841A 10:1 10 MΩ 无源探头，数量= 2。• 文档 CD。• 前面板标贴（如果选择了非英语的语言选项）。3 检查示波器。步骤 2. 打开示波器电源下面几个步骤（打开示波器电源、加载默认设置和输入波形）将提供快速功能检查，以验证示波器是否能够正常工作。1 . 将电源线连接到电源。只能使用为示波器设计的电源线。使用提供所需电量的电源。表 2 电源要求警告 - 为避免遭受电击，请确保示波器正确接地。表 3 环境特征2. 打开示波器的电源。示波器电源开关步骤 3. 加载默认示波器设置您可以随时加载出厂默认设置，以便将示波器恢复到原始设置。 1 按下前面板的默认设置 [Default Setup] 键。2 在显示 “ 默认 ” 菜单时，按下菜单开/关 [Menu On/Off] 可关闭菜单。（可使用 “ 默认 ” 菜单中的撤消软键取消默认设置并返回到上一设置。步骤 4. 输入波形1. 将波形输入到示波器的通道。使用提供的一个无源探头从示波器的前面板输入探头补偿信号。为了避免损坏示波器，请确保 BNC 连接器上的输入电压不超过最大电压（最大值为 300 Vrms）。当测量 30V以上的电压时，请使用 10：1探头。步骤 5. 使用自动设置示波器有自动设置功能，可针对存在的输入波形自动设置示波器控件。自动设置要求波形的频率大于或等于 50 Hz，占空比大于 1%。1 按下前面板的自动设置 [Auto Scale] 键。2 在显示 “ 自动 ” 菜单时，按下菜单开/关 [Menu On/Off] 可关闭菜单。示波器将打开应用了波形的所有通道，并相应地设置垂直和水平刻度。它还根据触发源选择时基范围。所选的触发源是应用了波形的编号最高的通道。（可使用 “ 自动 ” 菜单中的撤消软键取消自动设置并返回到上一设置。）示波器已配置为下列默认控制设置：表 4 自动设置默认设置步骤 6. 补偿探头补偿探头以使探头与输入通道匹配。只要是第一次将探头连接到输入通道，都应补偿探头。示波器低频补偿对于提供的无源探头：1 将 “ 探头 ” 菜单衰减设置为 10X。如果使用探头钩尖，请将钩尖牢固地插入探头，确保连接正确。2 将探头针尖连接到探头补偿连接器，并将接地导线连接到探头补偿器接地连接器。3 按下自动设置 [Auto Scale] 前面板键。4 如果波形不像图4 中显示的正确补偿的波形那样，则使用非金属工具调节探头上的低频补偿调整以获得尽可能平坦的方波。示波器低频补偿调整示波器低频探头补偿步骤 7. 熟悉示波器前面板控件在使用示波器之前，应熟悉前面板控件。前面板有旋钮、键和软键。最常使用旋钮来进行调整。使用键可以运行控件并通过菜单和软键更改其他示波器设置。示波器前面板示波器前面板旋钮、键和软键的定义如下：示波器前面板控件示波器前面板旋钮、键和软键的定义不同语言的前面板标贴如果选择了除英语外的语言选项，则可获得所选语言的前面板标贴。安装前面板标贴：1 将标贴左侧的卡舌插入前面板上适当的插槽中。2 轻轻将标贴按在旋钮和按钮上。3 当标贴与前面板对准时，将标贴右侧的卡舌插入前面板上的插槽中。 4 将标贴展平。它应固定在前面板上。步骤 8. 熟悉示波器显示屏示波器显示屏使用示波器软键菜单示波器软键菜单当某个示波器前面板键打开一个菜单时，可使用五个软键从菜单中选择项目。一些常用的菜单选项如下：菜单开/关 [Menu On/Off] 前面板键可关闭菜单或再次打开上次访问的菜单。使用“显示”菜单中的菜单保持项可选择菜单的显示时间。步骤 9. 使用运行控制键有两个用于启动和停止示波器采集系统的前面板键：运行/停止 [Run/Stop] 和单次 [Single]。• 当运行/停止 [Run/Stop] 键为绿色时，表示示波器正在采集数据。要停止采集数据，可按下运行/停止 [Run/Stop]。停止后，将显示最后采集的波形。• 当运行/停止 [Run/Stop] 键为红色时，表示数据采集已停止。要开始采集数据，可按下运行/停止 [Run/Stop]。• 要捕获并显示单次采集（不论示波器是在运行还是已停止），可按下单次[Single]。在捕获并显示了单次采集后，运行/停止 [Run/Stop] 键为红色。步骤 10. 访问内置帮助示波器具有内置快速帮助信息。访问内置帮助：1 按住要获得其快速帮助信息的前面板键、软键和可按下的旋钮。内置帮助以 11 种不同语言提供固定示波器要使 1000B 系列示波器固定到位，可使用防盗锁孔或保险环。示波器固定仪器示波器固定仪器（以上信息仅供参考。如有更改，恕不另行通知。）我们将在下一期介绍如何使用示波器水平和垂直控件、通道设置、数学波形、参考波形和显示设置。更多示波器产品信息和相关示波器的使用方法，您可点击：是德科技编辑于 2023-03-15 10:43赞同 8添加评论分享收藏喜欢收起富士康检测创新中心已认证账号关注一、示波器的介绍：示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。示波器显示的是信号电压随时间的变化。因此，示波器可以用来测量信号的频率，周期，信号的上升沿/下降沿，信号的过冲，信号的噪声，信号间的时序关系等等。在示波器显示屏上，横坐标（X）代表时间，纵坐标（Y）代表电压，（注：如果示波器有测量电流的功能，纵坐标还代表电流。）还有就是比较少被关注的-亮度（Z），在TEK的DPO示波器中，亮度还表示了出现概率（它用16阶灰度来表示出现概率）。二、示波器的基本作用：用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。三、示波器的分类：（1）按照信号的不同分类模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子枪）电子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏幕上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就会发出光来。数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后，数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器。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，以及多种触发和超前触发能力。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，模拟示波器的确从前台退到后台。（2）按照结构和性能不同分类①普通示波器:电路结构简单，频带较窄，扫描线性差，仅用于观察波形。②多用示波器:频带较宽，扫描线性好，能对直流、低频、高频、超高频信号和脉冲信号进行定量测试。借助幅度校准器和时间校准器，测量的准确度可达±5%。③多线示波器:采用多束示波管，能在荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形，没有时差，时序关系准确。④多踪示波器:具有电子开关和门控电路的结构，可在单束示波管的荧光屏上同时显示两个以上同频信号的波形。但存在时差，时序关系不准确。⑤取样示波器。采用取样技术将高频信号转换成模拟低频信号进行显示，有效频带可达GHz级。⑥记忆示波器:采用存储示波管或数字存储技术，将单次电信号瞬变过程、非周期现象和超低频信号长时间保留在示波管的荧光屏上或存储在电路中，以供重复测试。⑦数字示波器：内部带有微处理器，外部装有数字显示器，有的产品在示波管荧光屏上既可显示波形，又可显示字符。被测信号经模一数变换器（A/D变换器）送入数据存储器，通过键盘操作，可对捕获的波形参数的数据，进行加、减、乘、除、求平均值、求平方根值、求均方根值等的运算，并显示出答案数字。四、简约介绍示波器的基本构造：显示电路显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。（1）电子枪电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流，去轰击荧光屏使之发光。(2)偏转系统示波管的偏转系统大都是静电偏转式，它由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为水平偏转板和垂直偏转板。分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动。（3）荧光屏荧光屏位于示波管的终端，它的作用是将偏转后的电子束显示出来，以便观察。Y轴放大电路由于示波管的偏转灵敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V（约12V电压产生1cm的偏转量），所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以得到垂直方向的适当大小的图形。X轴放大电路由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压（锯齿波电压或其它电压）也要先经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向适当大小的图形。扫描同步电路扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线。这样，才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。电源供给电路电源供给电路：供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电压等。四、示波器的使用方法：示波器虽然分成好几类，各类又有许多种型号，但是一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不完全相同外，在使用方法的基本方面都是相同的。本章以SR-8型双踪示波器为例介绍。（一）面板装置SR-8型双踪示波器的面板图如图所示。其面板装置按其位置和功能通常可划分为3大部分：显示、垂直（Y轴）、水平（X轴）。现分别介绍这3个部分控制装置的作用。1．显示部分主要控制件为：（1）电源开关。（2）电源指示灯。（3）辉度调整光点亮度。（4）聚焦调整光点或波形清晰度。（5）辅助聚焦配合“聚焦”旋钮调节清晰度。（6）标尺亮度调节坐标片上刻度线亮度。（7）寻迹当按键向下按时，使偏离荧光屏的光点回到显示区域，而寻到光点位置。（8）标准信号输出1kHz、1V方波校准信号由此引出。加到Y轴输入端，用以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。2．Y轴插件部分（1）显示方式选择开关用以转换两个Y轴前置放大器YA与YB 工作状态的控制件，具有五种不同作用的显示方式：“交替”：当显示方式开关置于“交替”时，电子开关受扫描信号控制转换，每次扫描都轮流接通YA或YB 信号。当被测信号的频率越高，扫描信号频率也越高。电子开关转换速率也越快，不会有闪烁现象。这种工作状态适用于观察两个工作频率较高的信号。“断续”：当显示方式开关置于“断续”时，电子开关不受扫描信号控制，产生频率固定为200kHz方波信号，使电子开关快速交替接通YA和YB。由于开关动作频率高于被测信号频率，因此屏幕上显示的两个通道信号波形是断续的。当被测信号频率较高时，断续现象十分明显，甚至无法观测；当被测信号频率较低时，断续现象被掩盖。因此，这种工作状态适合于观察两个工作频率较低的信号。“YA”、“YB ”：显示方式开关置于“YA ”或者“YB ”时，表示示波器处于单通道工作，此时示波器的工作方式相当于单踪示波器，即只能单独显示“YA”或“YB ”通道的信号波形。“YA + YB”：显示方式开关置于“YA + YB ”时，电子开关不工作，YA与YB 两路信号均通过放大器和门电路，示波器将显示出两路信号叠加的波形。（2）“DC-⊥-AC”Y轴输入选择开关，用以选择被测信号接至输入端的耦合方式。置于“DC”是直接耦合，能输入含有直流分量的交流信号；置于“AC”位置，实现交流耦合，只能输入交流分量；置于“⊥”位置时，Y轴输入端接地，这时显示的时基线一般用来作为测试直流电压零电平的参考基准线。（3）“微调V/div”灵敏度选择开关及微调装置。灵敏度选择开关系套轴结构，黑色旋钮是Y轴灵敏度粗调装置，自10mv/div～20v/div分11档。红色旋钮为细调装置，顺时针方向增加到满度时为校准位置，可按粗调旋钮所指示的数值，读取被测信号的幅度。当此旋钮反时针转到满度时，其变化范围应大于2.5倍，连续调节“微调”电位器，可实现各档级之间的灵敏度覆盖，在作定量测量时，此旋钮应置于顺时针满度的“校准”位置。（4）“平衡” 当Y轴放大器输入电路出现不平衡时，显示的光点或波形就会随“V/div”开关的“微调”旋转而出现Y轴方向的位移，调节“平衡”电位器能将这种位移减至最小。（5）“↑↓” Y轴位移电位器，用以调节波形的垂直位置。（6）“极性、拉YA ”YA 通道的极性转换按拉式开关。拉出时YA 通道信号倒相显示，即显示方式（YA+ YB ）时，显示图像为YB - YA 。（7）“内触发、拉YB ”触发源选择开关。在按的位置上（常态) 扫描触发信号分别取自YA 及YB 通道的输入信号，适应于单踪或双踪显示，但不能够对双踪波形作时间比较。当把开关拉出时，扫描的触发信号只取自于YB 通道的输入信号，因而它适合于双踪显示时对比两个波形的时间和相位差。（8）Y轴输入插座采用BNC型插座，被测信号由此直接或经探头输入。3．X轴插件部分（1）“t/div” 扫描速度选择开关及微调旋钮。X轴的光点移动速度由其决定，从0.2μs～1s共分21档级。当该开关“微调”电位器顺时针方向旋转到底并接上开关后，即为“校准”位置，此时“t/div”的指示值，即为扫描速度的实际值。（2）“扩展、拉×10”扫描速度扩展装置。是按拉式开关，在按的状态作正常使用，拉的位置扫描速度增加10倍。“t/div”的指示值，也应相应计取。采用“扩展拉×10”适于观察波形细节。（3）“→←” X轴位置调节旋钮。系X轴光迹的水平位置调节电位器，是套轴结构。外圈旋钮为粗调装置，顺时针方向旋转基线右移，反时针方向旋转则基线左移。置于套轴上的小旋钮为细调装置，适用于经扩展后信号的调节。（4）“外触发、X外接”插座采用BNC型插座。在使用外触发时，作为连接外触发信号的插座。也可以作为X轴放大器外接时信号输入插座。其输入阻抗约为1MΩ。外接使用时，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器旋钮。用于选择输入信号波形的触发点。具体地说，就是调节开始扫描的时间，决定扫描在触发信号波形的哪一点上被触发。顺时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的正向部分，逆时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的负向部分。（6）“稳定性”触发稳定性微调旋钮。用以改变扫描电路的工作状态，一般应处于待触发状态。调整方法是将Y轴输入耦合方式选择（AC-地-DC）开关置于地档，将V/div开关置于最高灵敏度的档级，在电平旋钮调离自激状态的情况下，用小螺丝刀将稳定度电位器顺时针方向旋到底，则扫描电路产生自激扫描，此时屏幕上出现扫描线；然后逆时针方向慢慢旋动，使扫描线刚消失。此时扫描电路即处于待触发状态。在这种状态下，用示波器进行测量时，只要调节电平旋钮，即能在屏幕上获得稳定的波形，并能随意调节选择屏幕上波形的起始点位置。少数示波器，当稳定度电位器逆时针方向旋到底时，屏幕上出现扫描线；然后顺时针方向慢慢旋动，使屏幕上扫描线刚消失，此时扫描电路即处于待触发状态。（7）“内、外” 触发源选择开关。置于“内”位置时，扫描触发信号取自Y轴通道的被测信号；置于“外”位置时，触发信号取自“外触发X 外接”输入端引入的外触发信号。（8）“AC”“AC（H）”“DC”触发耦合方式开关。“DC”档，是直流藕合状态，适合于变化缓慢或频率甚低（如低于100Hz）的触发信号。“AC”档，是交流藕合状态，由于隔断了触发中的直流分量，因此触发性能不受直流分量影响。“AC（H）”档，是低频抑制的交流耦合状态，在观察包含低频分量的高频复合波时，触发信号通过高通滤波器进行耦合，抑制了低频噪声和低频触发信号（2MHz以下的低频分量），免除因误触发而造成的波形幌动。（9）“高频、常态、自动”触发方式开关。用以选择不同的触发方式，以适应不同的被测信号与测试目的。“高频”档，频率甚高时（如高于5MHz），且无足够的幅度使触发稳定时，选该档。此时扫描处于高频触发状态，由示波器自身产生的高频信号（200kHz信号），对被测信号进行同步。不必经常调整电平旋钮，屏幕上即能显示稳定的波形，操作方便，有利于观察高频信号波形。“常态”档，采用来自Y轴或外接触发源的输入信号进行触发扫描，是常用的触发扫描方式。“自动”挡，扫描处于自动状态（与高频触发方式相仿），但不必调整电平旋钮，也能观察到稳定的波形，操作方便，有利于观察较低频率的信号。（10）“+、－”触发极性开关。在“+”位置时选用触发信号的上升部分，在“－”位置时选用触发信号的下降部分对扫描电路进行触发。（二）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档时，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）置于适当档级。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“-”档。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）开关置于适当档级。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档。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。五、示波器使用前的检查：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。示波器能否正常工作的检查方法、垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准方法，由于各种型号示波器的校准信号的幅度、频率等参数不一样，因而检查、校准方法略有差异。更多信号完整性测试，详询富士康检测创新中心业务经理：联系人：廖善明手机：186-8200-6207（微信同号）邮箱：shan-ming.liao@foxconn.com发布于 2022-10-25 09:11赞同添加评论分享收藏喜欢

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