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示波器的系统误差及工作原理

时间:2020-04-25    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

示波器的系统误差

  示波器显示的曲线数据,一般包括频率、幅值、相位关系,分析时可以分别展开讨论。讨论又可以从以下几方面来考虑:首先是实验方法上,是不是存在缺陷,使得结果必然存在一个误差,比如设计电路不够合理,使输出幅值不够,或者相位超前或滞后;另外从实验过程看,由于读取数据、记录数据等,可能造成的人为的或偶然误差;还有就是示波器的本身可能存在一些跟踪信号能力不够精确,导致存在系统误差等。
  系统误差可以通过改进实验设备、完善实验方法来减小,但是几乎不可能消除;偶然误差可以通过多次重复实验求均值的方法来减小,但是也不可能完全消除。事实上,只要是在误差允许的范围内,数据就是有效的,实验就是可靠的。
  系统误差
  首先示波器本身就有比较大的数据误差,因为示波器是用来看波形的,只可以用于定性测试,数据定量测试误差比较大。
  信号完整性与示波器及其输入有关。大多数DSO的增益不准确度是1%至5%,这是对直流来说的。对于高频的绝对增益很少有所规定,但是示波器的整个高斯型滚降特性保证瞬态响应是良好的。DSO显示的相对增益准确度受前置放大器衰减器和模傲转换器(ADC)的影响,除非采用模拟示波器的静电偏转或阴极射线示波管,准确度不受显示系统的影响。模拟示波器由于偏转放大器和阴极射线示波管有误差引入,总的增益误差达到2%至3%。
  主要有以下几种:
  1、机器系统存在系统误差;
  2、采样率,采样率不够,无法正确还原波形;
  3、示波器图像有厚度,使结果有误差;
  4、示波器带宽,带宽不够,高频信号进不来,自然会产生很大误差;
  5、示波器记录长度,记录长度不够无法显示完整信号;
  6、探头精度;
  7、示波器垂直精度,也就是垂直位数不够,幅值测量精度也就会有误差;
  8、示波器通道阻抗,如果阻抗不匹配,幅值测量会有很大误差;
  9、两台信号发生器不协调。

标签: 示波器
示波器 示波器的系统误差_示波器

示波器的结构和工作过程

  1、基本结构

  ①Y轴系统

  由衰减器放大器及延迟线等组成。其主要作用是放大被测信号电压使之达到适当的幅度,以驱动束作垂直偏转。

  ②X轴系统

  由触发整形电路、扫描发生器及x轴放大器组成。其作用是产生扫描锯齿波并加以放大,驱动电子束进行水平方向扫描。触发整形电路则保证在荧光屏上显示的波形稳定,以利于对信号波形的观察。

  ③Z轴系统

  由示波管、增辉电路、和校准信号发生器组成。示波管由电子枪、X轴偏转板、Y轴偏转板和荧光屏组成,其主要作用是将电信号转换成光信号,用于对被测信号波形的显示。增辉电路的作用是在信号扫描正程使光迹变亮,而在信号扫描回程使光迹消隐。电源电路将交流市电变换成多种高压和低压电源,以满足示波管及其他电路工作的需要。校准信号发生器提供幅度、周期都十分准确的方波信号用于校准的相关性能指标。

  2、工作过程

  被测信号电压经过示波器探头加到Y轴输入端,经过衰减、前置放大和倒相后,再经延迟线延迟和Y轴后置放大器放大,输出足够大的推挽信号加到示波管的垂直偏转板上,控制电子束作垂直方向的偏移。

  为了能够稳定的显示波形,使每次扫描的起点都对应于被测量信号的同一相位点上,可将被测信号送至触发整形电路。触发整形电路在被测信号的某个电子和极性下被触发,输出触发脉冲去启动扫描发生器产生锯齿波电压,经过x轴放大器放大后成为推挽信号加至示波管的水平偏转板上,以控制电子束作水平方向的偏转(即扫描过程)。同时,扫描信号发生器还输出脉宽与扫描正程相等的增辉脉冲,并经过z轴系统加至示波管的栅极使显示的光迹增亮。

标签: 示波器
示波器 示波器的结构和工作过程_示波器

示波器的那些故障排除

    示波器可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线,还可以用测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

 

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    示波器的那些故障排除


    示波器不能启动?


    首先检查电源线、插线板是否完好,检查电源开关是否全部打开(SDS1000CFL系列有一个电源开关和一个电源保护开关)。


    采集信号时,屏幕未出现信号波形?


    1、检查探头是否正常接在信号连接线上。


    2、检查信号连接线是否正常接在BNC(即通道连接器)上。


    3、检查探头是否与待测物正常连接。


    4、检查待测物是否有信号产生(可将有信号产生的通道与有问题的通道接在一起来确定问题所在)。


    5、再重新采集信号一次。


    6、查看示波器的触发方式与触发模式是否已经正确设置。


    有波形显示,但是不能稳定下来


    1、检查触发面板的信源通道是否与实际使用的信号通道相符。


    2、手动调节LEVEL触发旋钮,观察波形是否稳定。


    3、使用AUTO自动调节波形,观察波形是否稳定。


    4、调节时基,排除假波干扰。


    示波器测量幅值不准


    1、检查信源幅值的单位,示波器自动测量的幅值为Vpp,即最高值与最低值之差。用户通常容易与Vrms混淆,即有效值。例如我们常说的市电为220Vrms,但其Vpp超过了600V。


    2、示波器不是精确测量工具,在纵轴上按使用芯片的位数会存在一定的量化误差。


    用观察高频信号失真较大


    1、测量信号越接近示波器带宽上限,失真越大,通常来说用带宽≥信号带宽五倍的示波器去测量可以得到失真很小的信号。


    2、示波器探头选择不当会导致看到的波形失真,首先探头带宽要大于信号带宽,≥信号带宽的5倍;


    其次,探头如果分为两个档位的话,两个档位的带宽不相同,1X档位带宽通常是6MHz-10MHz,10X档位是探头规格写的最大带宽。


    测量小信号波形受干扰太大


    1、SDS1000系列最小可以测到毫伏级别信号,并在最低的2mV/div档位自动开启带宽限制功能,有效滤除高频杂波。


    2、将夹子接到信号的参考地上,这样可以有效的减少因为示波器与测量信号因为参考地电位差异导致的波形显示失真。


    3、SDS1000系列最小可以测到毫伏级别信号,并在最低的2mV/div档位自动开启带宽限制功能,有效滤除高频杂波。


    4、将夹子接到信号的参考地上,这样可以有效的减少因为示波器与测量信号因为参考地电位差异导致的波形显示失真。

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示波器 示波器的那些故障排除_示波器

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