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。
示波器的作用:
1、可以测量直流信号、交流信号的电压幅度;
2、可以测量交流信号的周期,并以此换算出交流信号的频率;
3、可显示交流信号的波形;
4、可以用两个通道分别进行信号测量;
5、可以在屏幕上同时显示两个信号的波形,即双踪测量作用,此作用能够测量两个信号之间的相位差,和波形之间形状的差别。
示波器的使用方法:
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。
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开关应置于比较快扫速档;
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。
示波器组件的相关问题:
(1)示波器的指标精度如何?
示波器的指标有很多:如垂直灵敏度、扫描速度、增益精度、时间基准、垂直分辨率、保修期等。
(2)示波器的探头和附件如何?
容易忘记的一点是,当安上探头时,它就成为电路的一部分了。结果它将造成电阻性、电容性和电感性负载,使示波器呈现出与被测对象不同的测量结果。因此,针对不同应用应备有适当的探针,然后选择其中一种,使负载效应最小,使信号得到精确的复现。由于SMT元件的发展,连接更因难。
(3)示波器的数据管理和连接性怎样?
对测量结果的分析是非常重要的,将信息和测量结果在高速通信网络中便捷地保存和共享也变得日益重要,示波器的互联性提供对结果的高级分析能力并简化结果的存档和共享,一些示波器通过标准的接口(GPIB、RS-232、USB、以太网)和网络通信模式提供一系列的功能和控制方式。
(3)示波器是否可具有扩展性?
示波器应该能够不断地适应需求的变化。一些示波器可以随机扩展:增加通道的内存以分析更长的记录长度 增加面对具体应用的测量功能 有一整套兼容的探头和模块,加强示波器的能力。
维修电子示波器在使用过程中,经常会出现"辉度"控制不正常的故障现象,即调节"辉度"控制旋钮,示波管屏幕上显示波形的辉度很亮,不能调暗,或者波形的辉度暗淡,不能调亮;基至显示不出波形,即无法调亮。根据电子示波器的基本电路结构可知,产生辉度控制不正常的故障原因有两个方面,一种是示波器本身有问题,另一种是示波器的高压电路有问题,兹分述其检修方法与步骤如下:
(1)如果示波管内部的真空度下降,即存在轻微的漏气问题,则管内的空气会被快速运动的电子束电流所电离,从而大大增强第三阳极(A3)的电流,导致显示的波形无法调暗。或者由于示波管的栅极管座焊片接触不良而发生断路,此时电子束电流量强,并且不受控,导致显示的波形无法调暗。两者情况的区别是,前者在整个屏幕范围会呈现"散光"现象,而后者只受"聚焦"控制的作用。检修时,对于前者可采用"器件替代法"加以确定;对于后者可在示波器通电的情况下,采用"测量电阻法"检测示波管的栅极管脚和管座上相应焊片之间的通路电阻加以判断,并进行必要的修整。
(2)如果示波管的阴极发射能力下降了,即存在衰老问题,则管内的电子束电流变弱,导致显示波形的辉度暗淡而不能调亮,基至显示不出波形来。检修时可采用"改变现状法",即设法提高示波管灯丝的供电压(7-8V),或者短路示波管阴极串联电阻(RK),以便增大电子束电流,使显示波形的辉度有所改善。但归根结底还是要更新示波管才能根本解决问题。
(3)示波管的高压电路是指供应示波管各电极用的正、负直流高压电源,以及相应的分压电路。这里R1、W、R2、R3等组成"-1500V"直流高压电源的分压电路。调节电位器W1的活动特点,可使示波管的栅极G对阴极K之间的电位差,在"-10V"至"-100V"范围内变化。"-10V"工作点相当于"辉度"最亮;"-30V"工作点相当于"辉度"暗淡;"-40V"至"-100V"工作点相当于暗区。
如果分压电阻R2后边各电阻元件存在变值、虚焊、损坏等问题,即分压电路开断了,使得G-K之间的电位差不能调到暗区,因而出现显示波形不能调暗的故障现象。检修时,可在通电的情况下,采用"测量电压法"和"改变现状法"检测示波管G-K之间的电位差是否正常。即一边调节"辉度控制"电位器W1,一边使用高输入阻抗的直流电子电压表检测G-K之间的电压值。或者在不通电的情况下,采用"测量电阻法"检测各分压元件的阻值与通路情况,以便发现问题。
如果分压电阻R1和W1存在虚焊或损坏等"断路"问题,则示波器管G-K之间的电位差将大大超过"-100V",导致无波显示的故障现象,检修时,可采用"测量电压法"或"测量电阻法"予以确定。如果分压电阻R1变值或者示波管第三阳极A3的插帽脱落,将会出现显示波形暗淡并无法调亮的故障现象。检修时,可采用"不通电观察法"和"测量电阻法"予以确定。
(4)现代的电子示波器大都采用快速高灵度的示波管作为显示器件。这里使用"-1100V"和"-1250V"两组负高压,分别作为"辉度"控制和"聚焦"控制的分压电路的直流电源,其目的是为了减少"辉度"控制和"聚焦"控制相互之间对显示波形的影响,以提高示波器工作的稳定性。但是,如果这两组负高压之一的电压值发生变化,或者这两组分压电路中的电阻元件存在变值、虚焊、损坏等问题,都将会导致波形的"辉度"控制不正常。
为了帮助您更好的选择一款适合您的示波器,小编总结了一些,希望能给您带来一定的帮助“
一、带宽
决定着示波器测量。具体地讲,它决定着仪器可以准确测量的最大频率。带宽也是价格的关键决定因素。在选择带宽时,可以运用五倍法则。即示波器带宽≥5X关心的最大频率。如果带宽太低,示波器将不能分辨高频变化,幅度将会失真,边沿会降慢,细节会丢失。
二、频率
内奎斯特指出,示波器的采样率与摄像机的帧速率类似,决定着示波器可以捕获多少波形细节。捕获毛刺需要速度,信号的采样速度至少是其高频采样率的两倍,才能准确重建信号,避免失真(采样率不足)。但是,内奎斯特是绝对最小值,只适用于正玄波,并假设信号是连续信号。根据定义,毛刺并不是连续性的,因此,采样率仅为最高频率的两倍是不够的。
三、足够的输入通道-适当的通道数量
对模拟通道采样,存储和显示数据。一般说来,通道数量越多越好,但增加通道也会抬高价格。示波器拥有的时间相关的模拟通道和数字通道越多,在电路中能够同时测量的点数越多。在并行中解码更容易。上面的实例显示了2个模拟波形、2个数字波形和1个解码后的总统波形。
四、兼容
良好的测量从探头尖端开始。示波器和探头作为一个整体系统工作,因此在选择示波器时一定要考虑探头。选择适合的探头:
1、无源探头:价格经济,使用简便,提供了测量功能;
2、有源高频探头:有源探头在测量当前复杂电路中的高频信号时提供了完美的通用性和精度;
3、:提供了最高的CMRR,广泛的和输入间最小的时间偏移,是精确测量的较佳选择;
4、单端:高压测量解决方案扩展了示波器从提升或浮动电压系统中安全精确的捕获实时信号信息的能力。
五、触发
触发提供了稳定的显示画面,可以放大复杂波形中的具体部分。触发可以隔离一组波形,查看发生什么问题,专用触发可以对输入信号中的具体情况作出反应,简便的检测信号,例如比本应宽度窄的脉冲。
六、记录长度
记录长度是一条完整的波形记录中的点数。示波器只能存储数量有限的样点,因此一般来说,记录长度越大越好。记录长度可以查看长时间窗口,可以以良好的分辨率放大查看信号细节。
七、自动测量析
自动测量波形可以更简便地获得准确的数字读数。基础示波器通常包括FFT功能,可以查看采集的波形的,适用于确定来源。
八、操作简便
示波器应操作简便,即使是对偶尔使用的用户。用户界面在计算“所需信息”方面会占大量的时间。
九、连接能力
把示波器直接连接到计算机上,或通过式媒体传送数据,可以实现高级分析,简化存档及共享结果的过程。
十、总线解码串行
大多数系统级(计算机到计算机)通信是通过串行数据链路传送的。即使在当今电路板上,大部分芯片到芯片数据也是通过串行总线传送的。
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