在电子工程师和技术人员要用到的全部测试设备中,有用的无疑就是示波器。示波器的功能强大,可以帮助电子工程师和技术人员快速、准确地捕获随时间变化的电压(或电流等其他参数)测量值,而实验室中的任何其他设备都无法轻松完成这样的测量。
示波器是用于制造业、电路设计等行业,对于故障排除,信号完整性以及简单了解电子电路工作原理的基本必备工具。
尽管现代的示波器的整个按键,旋钮,探针以及相关的探头配件和彩色显示屏看起来让人感觉很复杂, 令想要学习的人感到退缩。但实际上,千万不要让示波器的复杂外观吓到了,只要掌握一些基本的技巧,它是一种非常简单易用的设备。而且目前先进的示波器还会带有全触控功能,意味着所有的原始复杂的按键旋钮操作,都可以被触屏操作所取代。如果您经历过早期的按键手机和现在的智能手机,您就能很快理解触屏的优势。
带宽是示波器重要的指标之一。浙江华图S380-TH示波器
示波器因为有探头的存在而扩展了示波器的应用范围,使得示波器可以在线测试和分析被测电子电路,如下图:探头的选择和使用需要考虑如下两个方面:其一:因为探头有负载效应,探头会直接影响被测信号和被测电路;其二:探头是整个示波器测量系统的一部分,会直接影响仪器的信号保真度和测试结果。探头的负载效应当探头探测到被测电路后,探头成为了被测电路的一部分。探头的负载效应包括下面3部分:阻性负载效应;容性负载效应;感性负载效应。阻性负载相当于在被测电路上并联了一个电阻,对被测信号有分压的作用,影响被测信号的幅度和直流偏置。有时,加上探头时,有故障的电路可能变得正常了。一般推荐探头的电阻R>10倍被测源电阻,以维持小于10%的幅度误差。容性负载相当于在被测电路上并联了一个电容,对被测信号有滤波的作用,影响被测信号的上升下降时间,影响传输延迟,影响传输互连通道的带宽。有时,加上探头时,有故障的电路变得正常了,这个电容效应起到了关键的作用。一般推荐使用电容负载尽量小的探头,以减小对被测信号边沿的影响。感性负载来源于探头地线的电感效应,这地线电感会与容性负载和阻性负载形成从而使显示的信号上出现振铃。华图S580-EX示波器厂家实时示波器性能的提升使得其带宽可以直接覆盖到射频、微波甚至毫米波的频段.
电流探头在交叉区域时的工作原理:当电流探头工作在20KHz的高低频交叉区域时,部分测量是通过霍尔传感器实现的,另一部分是通过线圈实现的。有源探头附件现代的高带宽有源探头都采用分离式的设计方法,即:探头放大器与探头附件部分分开。这样设计的好处是:支持更多的探头附件,使得探测更加的灵活;保护投资,贵的是探头放大器(一个探头放大器可以支持多种探测方式,以前需要几个探头来实现);同时探头附件保护探头放大器(探头附件即使损坏,价格也相对便宜);这种设计方式容易实现高带宽。这些探头附件,主要包括以下几种:点测探头附件(包括:单端点测和差分点测);焊接探头附件(包括:单端焊接和差分焊接,分离式的ZIF焊接);插孔探头附件;差分SMA探头附件(示波器一般直接支持SMA连接,但是如果被测信号需要上拉如HDMI,则必须使用SMA探头附件)。探头附件的电路结构如下图所示:在探头附件前列部分会有一对阻尼电阻(一般82ohm),这对阻尼电阻的作用是消除探头附件前列部分的电感的谐振影响;探头前列部分的后面是25Kohm的电阻,这个电阻决定了探头的输入阻抗(直流输入阻抗即电阻:单端25Kohm,差分50Kohm)。
现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。示波器主要适用于基带信号的分析(正弦波,方波,比特流等未调制信号).
示波器应用举例(以测量788手机13mhz时钟脉冲为例)
手机中的13mhz时钟信号正常是开机的必要条件,因此维修时要经常测量有无13mhz时钟信号。步骤如下:
(1)打开示波器,调节亮度和聚焦旋钮,使屏幕上显示一条亮度适中、聚焦良好的水平亮线;
(2)按上述方法校准好示波器,然后将耦合方式置于ac档;
(3)将示波器探头的接地夹夹在手机电路板的接地点,探针插到788手机cpu第脚;
(4)接通手机电源,按开机键,调节垂直扫描水和平扫描旋钮,观察屏幕上是否出现稳定的波形,如果没有,一般说明没有13mhz信号
示波器比较泛白的部分,说明画面的细节在这里面比较“扎堆”。安徽华图S300-TH示波器厂家
当你使用示波器的时候,它采样到的数据会经过内部的处理器显示到显示屏上面。浙江华图S380-TH示波器
如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号,示波器显示的信号频率却是50KHz,这是怎么回事呢?这是因为示波器的采样速率太慢,产生了混迭现 象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率,或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了,而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。那么,对于 一个未知频率的波形,如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢?可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档,看波形的频率参数是否急剧改变,如果是, 说明波形混迭已经发生;或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来,也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯特定理,采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不 会发生混迭,如一个500MHz的信号,至少需要1GS/s的采样速率。浙江华图S380-TH示波器
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