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。因此,在仪器使用中应注意:
1、通用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(开关电源初级,控制电路)、UPS(不间断电源)、电子整流器、节能灯、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。
除此之外,热电子仪器还要避免频繁开机、关机,并且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。
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示波器在使用时,常常会忽视一些细节,从而导致测量上的误差。下面主要介绍一下,在使用示波器的过程中,
应该要注意的问题:
1、探头
为具体的测量任务选用合适的探头总会得到可以的测量结果。通常,对于通用测量,10:1探头就足够了;但对于低幅度信号测量,您可能要考虑使用1:1探头。在进行高速测量时,应该着重考虑探头电容。具有大电容值的探头会减缓上升和下降沿,而且在检测某些器件(例如高速运放)的输入或输出端时,甚至会引起这些器件产生振荡。因此,测量高速电路的另外一点考虑是使用有源FET探头。有源探头通常具有较低的触点电容(通常为几个pF)和极高的阻抗,因此有源探头对任何被测节点都呈现极小的负载。
2、探头接地
在进行高速测量时,可能犯的最大错误是使用探头接地夹,造成示波器探头问题。使用接地夹相当于在接地路径中加入了一个串联电感。这个串联电感和探头电容共同作用,就会引入振荡和过冲。可以的接地连接方法是使用探头内部的接地屏蔽网,只是您得拆开探头。不过,这不难做到。首先,从探头探针上松开塑料外皮,把它从探头上褪下。这时探头的金属接地屏蔽网就露出来了。然后,把接地夹从探头上取下,就完成了。现在可以进行测量了,简单地测一个节点,将探头的金属接地屏蔽网接到最接近的被测电路接地点。这种方法可以排除任何串联电感,几乎消除了所有的振荡和过冲。如果您找不到最接近的接地点,就将一段总线在示波器探头的金属接地屏蔽网上绕几圈,然后再接地。您可以使用几乎所有的小金属物件来做接地连接,我使用过改锥、纸夹和镊子。我最喜欢用的是镊子,因为镊子的尖端可以戳到接地平面上,也能插到PCB板的元件密集区域内。
3、校准
在使用示波器进行测量时最容易忽视的步骤之一是校准。校准是一种简单易行的方法,可以确保您的每次测量都是从头开始,不受上次测量的影响。在开始测量前应该进行手动校准,如果示波器带有自校准功能,您在测量前应该运行这个功能。欠补偿或过补偿的探头会引入幅度、上升时间和被测信号波形失真测量的严重误差。
4、兼容性
有一种情况非常普遍,人们使用X公司生产的示波器却配Y公司生产的探头进行测量。事实上,示波器和探头并不总是可互换或可兼容的。可以的做法是使用同一家公司生产的示波器和探头,从而排除任何潜在的冲突问题。
5、带宽
为了精确地测量频率响应和快速上升沿,示波器和探头必须具有足够的带宽。一个好的经验规则是示波器和探头(探头也有带宽限制)的带宽应该是被测信号最高频率的3~5倍。-3dB带宽衰减会引入30%的幅度测量误差,因此示波器和探头的带宽越宽越好。
6、差分测量
在进行时差或传输延迟的测量时,请确保使用的是同样长度的两个探头。电缆的传输延迟大约为1.5ns/ft。电缆长度不一样会给你带来麻烦。例如,使用一根3英尺和一根6英尺长的电缆示波器探头测量传输延迟,电缆长度差会造成大约4.5纳秒(ns)的误差,当要分辨以1ns为单位的测量时,这是相当大的误差。
尽管以上这些提示和技巧单个看上去并不值得注意,但合在一起就能显着提高测量的精确度。即使您在测量中只用了其中几个方法但它们仍能确保您每次进入实验室都能得到快速而可靠的测量结果。
示波器是电子测量领域必不可少的设备之一,其使用日益广泛,已经成为日常工作生产中的利器。那么如何维护您的示波器,使其拥有更长的寿命,长久保持良好的性能状态呢?
一)使用前的检测
示波器的电源线有无破损;
电源线的插头和电源插线板内的接线必须紧固、可靠、避免使用中发生触电或短路事故;
仔细阅读使用说明,测试前的设置,注意探头和阻抗的匹配,接入探头的电压不能超过示波器最大允许输入电压。
二)检查接地
接地不仅可以保证操作人员的安全,使仪器在安全范围内正常工作,还可以保证测试波形的稳定可靠性,降低外界的干扰。
三)防静电
使用操作仪器时,必须佩带防静电手环,遵循防静电流程。
四)日常维护(以TDS3014B为例)
信号路径补偿。
(可修正由温度变化或长期漂移引起的直流误差,平均每三周需要补偿一次,应该在示波器预热后使用)
当示波器关机后,不能马上开机,需要过十几秒。测试结束后探头要妥善存放,通道需要盖帽,避免灰尘进去。
仪器使用时要注意通风散热,避免环境过于潮湿,保持洁净少尘,并定期给仪器除尘。
五)故障判断
在使用过程中发现示波器出现问题时,可以进行以下几个方面检测辅助判断仪器是否真的故障,因为外部干扰或连接等问题都可以引起故障:
1. 验证方波是否正常
2. 检查输入阻抗:分别测量50欧和1M欧
3. 自检:
通过 UTILITY”,选“辅助功能页面”,找到自检诊断。
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