带宽是示波器重要的一个指标,它决定了这台示波器测量高频信号的能力。示波器的带宽主要由前端的放大器等模拟器件的特性决定。对于一般的放大器来说,其増益不可能在任何频率下都保持一样,示波器中使用的放大器也是如此。示波器中的放大器的工作频点是从直流开始的,其增益随着输入信号的频率增高会逐渐下降。一般把放大器增益下降一3dB对应的频点称为这个放大器的带宽,示波器的带宽也是用同样方法定义的(如下图展示)。
对于一台标称带宽为1GHz的示波器,假设输入一个标准的50MHz、1V峰峰值的正弦波信号,在示波器上测量到的信号幅度为A;然后将输入信号的幅度保持不变,频率逐渐增加到1GHz,这时在示波器上测量到的信号幅度为B。如果20lg的计算结果没超过一3dB(例如为一2.8dBh)这台示波器就是合格的,否则就是不合格的。对于示波器的带宽检定通常使用的也是这种方法。
需要注意的是,一3dB是按信号功率计算的,相当于信号的功率增益下降1/2。示波器实际测量的是电压信号,功率与电压的平方成正比,所以一3dB相当于示波器电压的增益随着频率的増加下降到原来的0.707倍。因此,对于一个50MHz、1V峰峰值的正弦波信号,用1GHz带宽的示波器测量到的幅度应该是1V左右,而如果被测信号的幅度不变但是频率増加到1GHz,这时测量到的信号幅度可能只有0.7V左右了。
示波器并不是对带宽内的所有频率信号都保持相同的测量精度的,被测信号频率越接近带宽附近,测量结果的幅度误差越大,如果这个幅度误差超过了可以接收的范围,就要考虑用更高带宽的示波器进行测量。另外示波器也不是绝对不可以对超过带宽的信号进行测量,如果被测信号的频率只是稍微超过了示波器的带宽,虽然信号的衰减会比较大,但大概的频率、周期等时间信息还是比较准确的(对正弦波信号)。
至于具体某个频点衰减是多大,需要准确知道示波器的频响曲线。一般示波器厂商在公开的场合只会提供带宽指标而没有具体得奖频响曲线,如果确实需要,可以通过用微波信号源配合功率计扫描得到这条曲线。
示波器是一种把电信号变成能够肉眼识别图像的仪器,小编经过多年的经验总结出几种特殊故障的原因,下面就给大家进行分享一下:
一、无扫描线
出现无扫描线故障时应先检查电源电路、示波管电路、触发扫描电路、X轴放大器等的工作是否正常。若这些部分工作都正常,则可能是增辉通道(Z通道)的故障,因为示波管栅极电位通常比阴极电位负60—70伏,一般情况下,阴极发射电子受栅极负压抑制能到达荧光屏的甚少。X轴通道产生扫描电压的同时也产生一增辉信号,增辉信号经Z通道后送到示波管栅级,使栅极电位提高30伏左右,阴极电子就会射到荧光屏上,形成较亮的扫描线。如果无增辉脉冲或增辉脉冲幅度不够,则必然引起无扫描线故障。
二、通电后扫描线逐渐变暗
这种故障可能是高压电源故障引起,也可能由示波管灯丝电路故障引起。对于高压电源,为保证示波管有良好的聚焦和稳定的亮度,要求电源有很小的纹波和足够的稳定性,因此通用示波器高压电源大多采用直流~直流变换器(通称高频高压),如果高频高压电路的滤波电容性能变劣,或高压引线绝缘层老化,都可能造成高压漏电致使扫描线逐渐暗淡。
此外,示波管灯丝一端一般是通过一电阻与阴极相连的,故灯丝也处于负高压电位。若变压器绕组对地绝缘性能变差,则会造成负高压漏电,使阴极负压绝对值减小,因而栅、阴之间电位差绝对值增大,结果造成扫描线变暗,这种故障往往与通电时间有关。要解决此问题可以重绕变压器,但比较麻烦。较简单的方法是另取一6.3伏变压器直接给灯丝供电。
三、扫描线有调辉现象(一小段明,一小段暗)
小编总结出引起此类故障的原因主要有三:
1、消隐电路隔直电容断路,失去抑制干扰能力,致使扫描线出现调辉现象。
2、示波管老化,电子发射能力差,调制能力也差,即使微弱干扰信号也不能掩盖,造成调辉现象。解决办法可以更换示波管。
3、重新绕制的高频高压电路的振荡变压器,在绝缘、浸渍、烘干等工序中未按严格的工艺要求进行,因而变压器工作一段时间后发热。变压器损耗增加,整流电源供给的电流就增加,整流电源中的100Hz脉动成份也相应增大,高频高压受100Hz纹波的调制,就使扫描线出现调辉现象。因此,在重绕高频变压器时,应接严格的工艺要求进行。
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。
使用注意事项:
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300VCATII)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。
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