數(shù)字示波器是一個(gè)非常普及的電子測(cè)量?jī)x器,掌握了數(shù)字示波器的使用之后,能輕松獲得各種電信號(hào)形成的圖形,進(jìn)而觀測(cè)不同電信號(hào)隨時(shí)間變化形成的波形曲線。
數(shù)字示波器的操作方法
(1)將示波器探頭插入通道1插孔,并將探頭上的衰減置于"1"檔;
(2)將通道選擇置于CH1,耦合方式置于DC檔;
(3)將探頭探針插入校準(zhǔn)信號(hào)源小孔內(nèi),此時(shí)示波器屏幕出現(xiàn)光跡;
(4)調(diào)節(jié)垂直旋鈕和水平旋鈕,使屏幕顯示的波形圖穩(wěn)定,并將垂直微調(diào)和水平微調(diào)置于校準(zhǔn)位置;
(5)讀出波形圖在垂直方向所占格數(shù),乘以垂直衰減旋鈕的指示數(shù)值,得到校準(zhǔn)信號(hào)的幅度;
(6)讀出波形每個(gè)周期在水平方向所占格數(shù),乘以水平掃描旋鈕的指示數(shù)值,得到校準(zhǔn)信號(hào)的周期(周期的倒數(shù)為頻率);
(7)一般校準(zhǔn)信號(hào)的頻率為1kHz,幅度為0.5V,用以校準(zhǔn)示波器內(nèi)部掃描振蕩器頻率;
如果不正常,應(yīng)調(diào)節(jié)示波器(內(nèi)部)相應(yīng)電位器,直至相符為止。
此外,數(shù)字示波器還有其他使用方法,例如用示波器測(cè)試各種不與電相關(guān)的參數(shù),如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等。
數(shù)字示波器作為數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高性能示波器,已經(jīng)成為設(shè)計(jì)、制造和維修電子設(shè)備不可或缺的工具。
作為工程師的眼睛,數(shù)字示波器在迎接當(dāng)前棘手的測(cè)量挑戰(zhàn)中至關(guān)重要。
示波器是最經(jīng)典最通用的做時(shí)域波形測(cè)試的儀器,有時(shí)候也可以用來(lái)測(cè)量電流或光信號(hào)等,但是需要通過(guò)相應(yīng)的探頭或者轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
示波器從字面意思可以理解為顯示波形的儀器,那么波形到底是什么呢?其主要分為兩種:時(shí)域和頻域波的波形。對(duì)于示波器來(lái)說(shuō),其顯示的波形是隨電壓隨時(shí)間的變化波形。在產(chǎn)品的屏幕上,橫軸表示的是時(shí)間,縱軸則是被測(cè)信號(hào)電壓,示波器上的波形反映的就是被測(cè)信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的軌跡。
示波器上顯示的時(shí)域波形
示波器可以顯示被測(cè)點(diǎn)電壓信號(hào)的變化,而分析了解被測(cè)件各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況是電子行業(yè)最基本的需求,因此示波器廣泛應(yīng)用于電子,通信,計(jì)算機(jī),醫(yī)療,汽車,航天等各個(gè)行業(yè)中。也正因?yàn)檫@個(gè)原因,示波器是最通用,也是全球銷售額最大的測(cè)量?jī)x器,每年示波器的銷售額都超過(guò)10億美金。
示波器按其次實(shí)現(xiàn)原理主要分為模擬示波器和數(shù)字示波器,按其采樣方式分類實(shí)時(shí)示波器和采樣示波器,有些示波器廠商出于市場(chǎng)宣傳貨突出某種特點(diǎn)的目的給示波器起了了不起的名稱,或增加了一些額外的測(cè)量模塊,但在大的基本結(jié)構(gòu)上都沒有脫離以上的基本分類。
1、模擬示波器
出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代,是較早出現(xiàn)的一款示波器,這款示波器采用是陰極射線管的顯示屏,而且寬帶也只有幾MHz,下圖為結(jié)構(gòu)框圖:
模擬示波器的觸發(fā)一般都比較簡(jiǎn)單,通常就是邊沿觸發(fā)。在設(shè)置好相應(yīng)的邊沿觸發(fā)條件后,一旦被測(cè)信號(hào)的有效邊沿來(lái),示波器內(nèi)部就開始產(chǎn)生鋸齒波控制水平方向的掃描,這樣在示波器屏幕上每次看到的波形都是被測(cè)信號(hào)觸發(fā)點(diǎn)以后的波形。如果被測(cè)的信號(hào)是周期性的,例如是時(shí)鐘信號(hào),在示波器上就可以看到穩(wěn)定的信號(hào)波形。
2、數(shù)字示波器
這款示波器出現(xiàn)要稍晚一些,20世紀(jì)80年代,在寬帶,觸發(fā)以及分析能力方面全面超越了模擬示波器。
數(shù)字示波器與模擬示波器最大的區(qū)別就是輸入信號(hào),數(shù)字示波器是通過(guò)高速芯片對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和數(shù)字化,并把數(shù)字化樣點(diǎn)保存到緩存中,然后通過(guò)信號(hào)處理電路把緩存里的數(shù)據(jù)讀出出來(lái),通過(guò)DAC芯片把相應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬量,并顯示在CRT顯示屏上。
早起數(shù)字示波器結(jié)構(gòu)圖
數(shù)字示波器采用LCD液晶顯示屏作為顯示器件,內(nèi)部電路采用數(shù)字技術(shù),使示波器的性能得到了進(jìn)一步提升,同時(shí)寬帶也得到了提升,它主要以微處理器,數(shù)字存儲(chǔ)器,A/D與D/A轉(zhuǎn)換核心,輸入信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換把模擬波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息,存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)器內(nèi),顯示時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)器中讀出,經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成模擬波形顯示到液晶顯示屏上。
數(shù)字示波器特點(diǎn):
1、波形顯示比其他更加直觀
數(shù)字示波器可以很直觀在顯示屏上觀察出出波形的類型,屏幕標(biāo)尺的幅度,周期等,方便用戶更好計(jì)算出需求的數(shù)據(jù)。
2、可自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整
數(shù)字示波器一般都具有自動(dòng)設(shè)置按鈕,在使用時(shí)按下自動(dòng)設(shè)置按鈕,示波器變回自動(dòng)對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)搜索,并自動(dòng)設(shè)置成較好狀態(tài)進(jìn)行輸出,顯示在液晶顯示屏上。
3、可進(jìn)行屏幕捕捉和存儲(chǔ)
在觀察波形時(shí)如果正在顯示的檢測(cè)波形為動(dòng)態(tài)波形,我們可以使用屏幕捕捉按鍵,是顯示屏上顯示的波形暫停,就是相當(dāng)于存儲(chǔ)記憶了波形,便于使用者分析波形的參數(shù)。
4、可與電腦進(jìn)行連接
大部分?jǐn)?shù)字示波器都有USB接口,可以通過(guò)USB與電腦相連接,在電腦里安裝相應(yīng)的軟件后可以通過(guò)電腦對(duì)示波器進(jìn)行控制,并可以使用電腦進(jìn)行波形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和影響采集,便于以后使用。
5、寬帶高
由于數(shù)字示波器采用數(shù)字技術(shù)處理波形,所顯示波形的頻率不收顯示器件的影響,而模擬示波器的顯示屏較高顯示頻率為1GHz,無(wú)法再顯示更高頻率的波形,數(shù)字示波器采用LCD液晶顯示器不收頻率的限制,可以顯示更高的頻率,如果改善帶寬只需要將前端的A/D轉(zhuǎn)換性能,對(duì)顯示器和掃描電路沒有特殊的要求。