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　　示波器使用常見問題解析
　　今天知識哥給大家介紹的內(nèi)容是：示波器使用常見問題解析，對于電氣工程師來說示波器的作用無可取代，它一直是工程師設(shè)計、調(diào)試產(chǎn)品的好幫手。但隨著計算機、半導體和通信技術(shù)的發(fā)展，示波器的種類、型號越來越多，從而使示波器的作用得到詳細的劃分。示波器雖然分成好幾類，各類又有許多種型號，但是一般的示波器除頻帶寬度、輸入靈敏度等不*相同外，但示波器的使用方法在基本方面都是相同的。下面從測試應(yīng)用方面來介紹一下示波器的作用和它的基礎(chǔ)使用方法。
　　示波器的作用是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實驗現(xiàn)象、分析實驗中的問題、測量實驗結(jié)果*的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標準信號源組成。
　　一、示波器的作用
　　1.廣泛的電子測量儀器;2.測量電信號的波形(電壓與時間關(guān)系);3.測量幅度、周期、頻率和相位等參數(shù);4.配合傳感器，測量一切可以轉(zhuǎn)化為電壓的參量(如電流、電阻、溫度磁強等)
　　二、示波器的作用-測量電壓
　　利用示波器所做的任何測量，都是歸結(jié)為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度，既可以測量直流電壓和正弦電壓，又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個脈沖電壓波形各部分的電壓幅值，如上沖量或頂部下降量等。這是其他任何電壓測量儀器都不能比擬的。
　　三、示波器的作用-測量時間
　　示波器時基能產(chǎn)生與時間呈線性關(guān)系的掃描線，因而可以用熒光屏的水平刻度來測量波形的時間參數(shù)，如周期性信號的重復周期、脈沖信號的寬度、時間間隔、上升時間(前沿)和下降時間(后沿)、兩個信號的時間差等等。
　　將示波器的掃速開關(guān)“t/div”的“微調(diào)”裝置轉(zhuǎn)至校準位置時，顯示的波形在水平方向刻度所代表的時間可按“t/div”開關(guān)的指示值直讀計算，從而較準確地求出被測信號的時間參數(shù)。
　　四、示波器的作用-測量相位
　　利用示波器測量兩個正弦電壓之間的相位差具有實用意義，用計數(shù)器可以測量頻率和時間，但不能直接測量正弦電壓之間的相位關(guān)系。利用示波器測量相位的方法很多，下面，僅介紹幾種常用的簡單方法。
　　1.雙蹤法 　2.李沙育圖形法測相位
　　五、示波器的作用-測量頻率
　　用示波器測量信號頻率的方法很多，下面介紹常用的兩種基本方法。
　　1.周期法
　　對于任何周期信號，可用前述的時間間隔的測量方法，先測定其每個周期的時間T，再用下式求出頻率f ：f=1/T
　　例如示波器上顯示的被測波形，一周期為8div，“t/div”開關(guān)置“1μs”位置，其“微調(diào)”置“校準”位置。則其周期和頻率計算如下：
　　T=1us/div×8div = 8us
　　f= 1/8us =125kHz
　　所以，被測波形的頻率為125kHz。
　　2.李沙育圖形法測頻率
　　將示波器置X-Y工作方式，被測信號輸入Y軸，標準頻率信號輸入“X外接”，慢慢改變標準頻率，使這兩個信號頻率成整數(shù)倍時，例如fx :
　　fy=1:2，則在熒光屏上會形成穩(wěn)定的李沙育圖形。
　　李沙育圖形的形狀不但與兩個偏轉(zhuǎn)電壓的相位有關(guān)，而且與兩個偏轉(zhuǎn)電壓的頻率也有關(guān)。用描跡法可以畫出ux與uy的各種頻率比、不同相位差時的李沙育圖形，幾種不同頻率比的李沙育圖形。
　　利用李沙育圖形與頻率的關(guān)系，可進行準確的頻率比較來測定被測信號的頻率。其方法是分別通過李沙育圖形引水平線和垂直線，所引的水平線垂直線不要通過圖形的交叉點或與其相切。若水平線與圖形的交點數(shù)為m，垂直線與圖形的交點數(shù)n，則
　　fy / fx=m / n
　　當標準頻率fx(或fy)為已知時，由上式可以求出被測信號頻率fy(或fx)。顯然，在實際測試工作中，用李沙育圖形進行頻率測試時，為了使測試簡便正確，在條件許可的情況下，通常盡可能調(diào)節(jié)已知頻率信號的頻率，使熒光屏上顯示的圖形為圓或橢圓。這時被測信號頻率等于已知信號頻率。
　　由于加到示波器上的兩個電壓相位不同，熒光屏上圖形會有不同的形狀，但這對確定未知頻率并無影響。
　　李沙育圖形法測量頻率是相當準確的，但操作較費時。同時，它只適用于測量頻率較低的信號。
　　在我們了解了示波器的作用之后，相信很多朋友對示波器是干什么用的，主要用在什么方面有了一定的了解。雖然可能我們在日常生活中用不到示波器，但是它在工作臺上的作用是無法忽視的，但很多工程師在使用示波器的時候難免會遇到一些問題，下面我們就來分析一下示波器在使用中常常會遇到的一些問題以及解決方法。
　　Q1:在高速串行測試時，對測試所需示波器有什么樣的要求?哪幾個指標是zui關(guān)鍵的?
　　A:基本來說對帶寬和采樣率要滿足串行信號的要求，接下來就需要考察是否是差分信號，以及示波器對串行測試的分析功能，比如說碼型的觸發(fā)和解碼等等。
　　Q2:在測量高速數(shù)字信號時，示波器的帶寬是不是一定要是信號頻率的5倍以上?為什么?
　　A:選擇示波器的帶寬，一般是被測信號的速率的2.5倍或信號zui高頻率的5倍，這樣可以看到高速信號的5次諧波。
　　Q3:測試時的帶寬是如何影響測試結(jié)果?對測試儀器的帶寬有何要求?
　　A:首先，帶寬不足會損失掉信號的高頻諧波分量，導致時間和幅度測試的不準確。然而即使帶寬相同的示波器會表現(xiàn)出不同的上升時間，對應(yīng)用來說，測量上升沿上發(fā)生的錯誤非常關(guān)鍵，另外在數(shù)據(jù)信號中，對眼圖的張開度影響也很大。正因如此，上升時間指標對在時域中執(zhí)行測量的設(shè)備(示波器)非常重要。
　　Q4:帶寬是否越高越好?
　　A:前面提到，目前廣泛使用的電路板、連接器、電纜和集成模塊的上升時間非常有限，以至于高速信號經(jīng)過傳輸之后高頻分量損耗嚴重。許多新的第三代標準(USB3.0,PCIEGen3,10G-KR)已經(jīng)考慮到這一點，要求的帶寬比以前低得多。當然，也有一些例外情況，要求更高的帶寬。比如100G以太網(wǎng)方案，它采用復雜的調(diào)制技術(shù)(DP-QPSK)，要求四個模擬輸入及超過20GHz的帶寬進行分析。鑒于這些應(yīng)用，泰克已經(jīng)宣布，其帶寬超過30GHz的示波器將于今年下半年晚些時候推出。
　　Q5:怎樣才能提高測試儀器的靈敏度呢?
　　A:選擇合適的帶寬，帶寬過大會增加噪聲，在垂直設(shè)置上，盡可能讓信號填滿屏幕，好充分利用示波器的AD位數(shù)，可以采用波形平均，合適的探頭的帶寬，選擇高分辨率(Hi-res)采集模式等等。
　　以上就是我們對示波器的詳細介紹，很多剛接觸示波器的朋友可以多了解一下，這樣對使用示波器有很大的幫助。