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高校实验室如何选择合适的示波器示波器技术指标

时间：2020-07-29 来源：仪多多仪器网作者：仪多多商城

示波器作为一种基础的测试仪器，曾几何时，还是高校实验室里的宠物。那时一个实验室二三十个学生围着一台示波器听老师的讲解和进行测试。随着我国经济实力的大幅度提升和国家对教育事业的大力支持，如今示波器已经成为高校电子类实验室的必备仪器。甚至在许多的职业教育学院也配备了很多不同档次的示波器。面对市场上众多举的示波器，如何按照实验室的测量需求来选择合适的产品，已经成为许多高校面临的紧迫问题。

目前示波器行业的现状

示波器主要分为两大类：模拟示波器和数字存储示波器。

1、模拟示波器的现状。目前主要的模拟示波器的制造厂商正在呈现逐渐减少的趋势。美国从90年代中期就已经停止了模拟示波器的生产，日本也只剩2-3家。国内尚有10家左右。

目前，模拟示波器主要应用在高校的实验室、生产线、维修和部分特殊领域的测试。

由于模拟示波器具有三维显示中较重要的亮度信息，同时有高达几十万次的刷新速率，模拟示波器具有时间上的无限分辨力，也就是模拟示波器对输入信号的测量在时间上是连续的。因此中低档的数字示波器还不能完全取代模拟示波器。

2、数字存储示波器的现状：目前主要的生产厂家是美国安捷伦公司，泰克公司和力科公司。台湾的固纬公司，还有在国内异军突起的北京普源精电公司。

由于数字示波器包含的技术指标比较多，很多客户目前还不能在众多的指标中找出自己的合理需求。

数字示波器的主要技术指标：带宽、采样速率、存储深度和波形更新速率

带宽：为了保证测试信号幅度和上升沿的精度，选择示波器的带宽应为被测信号频率的3-5倍，精确测量要8-10倍或以上。

采样速率和存储深度：一般制造商给出的采样速率都是最大值，即在较快扫描时间下所达到的采样速率。但是在实际的测量中，采样速率是一个变化的指标，随着扫描时间的变慢，采样速率也相应降低。所以它的实际值取决于时基和存储深度。

采样速率[MS/S]*[时间/格×10格]＝存储深度

DSO 要对输入的信号进行采样，模数转换，送入内存并进行有关的处理，再经过数模转换才能显示出来。另外，由于普通的数字示波器的波形更新速率比较低（约100 次/秒－10000次/秒）因此在实际测试中难免会发生混淆现象。因此在选择数字存储示波器时不但要看技术指标，更重要的是针对复杂信号的实际测量。

主要的数字存储示波器制造商及产品规格

不难看出，在数字存储示波器行业，美国的三大公司无论在技术上还是在市场份额上都是遥遥比较好。但是普源精科的出现使国内的示波器行业在停滞了十年后重新焕发了活力，近期他们刚刚推出了带宽200MHz、采样速率1GS/S、存储深度达1M的示波器。对于这样一个由年轻人组成的公司，行业的新兵，相信他们还会给我们奉献更多的精彩产品。

高等院校示波器的现状

目前，在高等院校示波器的使用主要集中在物理实验中心、电工电子实验中心和信息类专业实验室。

物理实验中心一般主要使用20MHz的双通道模拟示波器。
电工电子实验中心主要包含模拟电路实验室、数字电路实验室、电工实验室、EDA实验室、PLC实验室。目前各高校使用的仪器不尽相同。

总体来看，目前高校实验室在示波器的使用中存在如下问题：

1. 没有标准的校准仪。示波器作为一台定量观测的仪器，实验室很难判断示波器的准确指标，仅凭普通函数源做一些简单的测试，是不够的。曾经有一个客户，使用一台6MHz的函数信号发生器，输出6MHz的正弦波，幅度4mV，用来评估3台不同型号的20MHz示波器，其中发现一台测试结果是在正弦波上有毛刺，另外2台观测时波形看起来比较光滑。因此客户认为有毛刺的示波器有问题，没有毛刺是好的。其实，这是一个参照物的问题，客户错误的认为函数信号发生器输出的是标准的正弦波，才出现这样错误的判断。后来用一台经过计量的安捷伦100MHZ示波器进行测试，发现是正弦波本身有毛刺。最后客户当然是选用测出毛刺的 20MHz示波器。因此学校使用的示波器每年进行校准是非常重要的。

2.很多高校在基础实验室购买了大量低档的数字存储示波器，但实验过程并不需要数据的存储，而此类示波器在观测波形方面又不如模拟示波器，因此造成了很多不必要的麻烦。

3.很多购买高档数字存储示波器的实验室由于各种原因，仪器的许多高级功能没有充分发挥作用，仅仅被当做低档的数字存储示波器甚至模拟示波器来使用，造成了资金的严重浪费。

高校实验室选择示波器的几点建议

1. 根据自己的实际需要选择示波器。

高校实验室的类型、实验内容、仪器使用人员的水平各不相同，应当根据各个实验室的具体情况作出选择，不要一味认为高档仪器一定比低档仪器好，数字示波器一定比模拟示波器好。在许多情况下，对于观测一般教学实验中常见的重复性信号，模拟示波器无论在价格还是实际观测效果上都胜过低档数字示波器一筹。而对于一些专业的带有科研性质的实验室，选择一些高端数字示波器就非常必要。

2. 选择信誉好，水平高的厂家或代理商的产品。

目前由于高校的扩招，实验室仪器的使用十分频繁，这样一来，产品的可靠性，售后服务的及时性就成为高校实验室选择示波器所需要考虑的重要因素。同样是20MHz 的示波器，价格从1000元到4000多元不等，但显而易见，用户所享受到的产品质量和售后服务是完全不同的。选择一款示波器，需要从价格和服务多方面考虑，不要被一时的低价所打动，否则很可能造成今后工作的被动。

　　彩电维修更是示波器用武之地，图 ① ② ③是全电视视频信号的波形，这种波形贯穿图像通道的全过程。对有光栅有伴音而无图像的故障此波形的有无处就是故障所在点。图④是场输出波形，当光栅出现异常是此波形将有明显变形。下边是三幅波形图和对应的电视屏幕图像场畸形⑤是行输出变形，一般情况下不要测行管集电极，以免击穿探头。可测低压绕组的输出端，也可在1比10衰减探头后再接一个9M的电阻去测试。图⑩是行振荡电路输出的行激励波形。当行输出波形变成图11波形时多是行激励不足，行管发热温升快，易烧坏。图12是高压包局部短路的波形。图⑥是晶体振动器的波形，在示波器频率指标不够时看到的是一条亮带。它是判断CPU是否工作的主要依据。图⑦是开关电源开关管集电极的波形，是判断电源是否振荡的基本条件。如波形上沿有毛刺将导致开关变压器支支响和开关管损坏。图⑧是沙堡脉冲波形，它是由三个作用不同的脉冲组合而成，在场频时将观察不到它的全貌。它的有无将影响视频信号的色彩和亮度处理。图⑨是视放尾板上三个电子枪阴极的波形，与一些图纸上所标波形不一样，因图纸所标是彩条信号的波形，这是电视图像的信号波形。

【导读】示波器的游标可以读出信号图两点之间的横坐标差值或者纵坐标差值，其中横坐标差值代表了时间差，纵坐标差值代表了幅度差。以一个已知峰峰值为2Vpp，频率为1K

示波器的游标可以读出信号图两点之间的横坐标差值或者纵坐标差值，其中横坐标差值代表了时间差，纵坐标差值代表了幅度差。以一个已知峰峰值为2Vpp，频率为1KHz的正弦信号为例，用游标测量它的周期和峰峰值。

第一，按下(10)CURSOR按钮，在屏幕的右方出现一列选择菜单，见图1显示屏右侧部分。当前测量类型是关闭的，表示游标还没有被使用。我们可以按下 “类型” 菜单对应右边，即图四中黄色框住的按钮，切换至幅度。而“信源”则选择被测通道的信号，在该例子中就是CH1，不用改动。

图1 CURSOR按钮

第二，按下图1中黄色框住的按钮，先把“类型”设为“幅度”，这时得到图2的屏幕显示，可以见到游标是横向的，屏幕右侧菜单中，“光标1”和“光标2”下面的读数是纵坐标值，也就是幅值。而“△V=5V”就是两游标的差值。

图2 移动游标

第三，旋转多能能旋钮，把光标1移到正弦信号的顶部。

第四，按下菜单“光标2”右侧对应的按钮，使“光标2”菜单高亮度，同样旋转多功能旋钮，把光标2移到正弦信号的最底部，这时读出的△V即为信号的峰峰值，见图3。

图3 读数

坐标读时间的方法和读幅度的方法一致，这里不累述，请同学们多操作来熟悉。

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