示波器(Oscilloscope)是电子工程师和电子爱好者工具箱中用途的一个工具。通过它可以将电压信号变成一个随着时间变化的波形,从而通过观察可以获得信号频率、幅值以及噪声等相关信息。几乎所有的应用电子、电气实验室或者工作台都会有示波器,很多人认为示波器的存在是理所当然的。但是示波器的诞生却是非常有趣,并汇集了很多偶然的发现和不常见的观察现象的。相比于声音,光信号来讲,电磁信号无法直接被人感知,如何将这些信号进行描述和检测,是人们进一步探究电磁现象的基础。那么它经历了哪些过程呢?希望下一次,当你再一次看到清晰平滑的正弦波形显示在示波器的屏幕上,你能够为示波器的发展史感到赞叹。
示波器上告知的东西和你自己感知的东西,还是要按照自己的感知来判断。龙岗区新型示波器服务保障
浮地测量时,示波器外壳金属端和探头接地端带有同等电平。当测量市电时,外壳可能带有220V的电压,人体一旦接触到示波器外壳,电流会经过人体流入大地,非常危险!对普通示波器基于安全角度考虑,使用“A-B”法和高压差分探头对市电测量是非常安全的。普通的示波器没有隔离,外壳金属端与探头的负端(地)均与地线相连,如图2所示,当用示波器直接对零线和火线测量时,就会间接地把零线或火线对地线短路(等效于图中红色虚线),非常危险。因此,示波器是不能直接测量市电的。汽修示波器采购每一个样本都对应着示波器在该时间点测量这个信号的结果。
如果显示的信号上出现明显的振铃,需要检查确认是被测信号的真实特征还是由于接地线引起的振铃,检查确认的方法是使用尽量短的接地线。一般推荐使用尽量短的地线,一般地线电感=1nH/mm。探头的类型示波器探头大的方面可以分为:无源探头和有源探头两大类。无源有源顾名思义就是需不需要给探头供电。无源探头细分如下:低阻电阻分压探头;带补偿的高阻无源探头(常用的无源探头);高压探头有源探头细分如下:单端有源探头;差分探头;电流探头常用的高阻无源探头和有源探头简单对比如下:低阻电阻分压探头具备较低的电容负载(<1pf),较高的带宽(>),较低的价格,但是电阻负载非常大,一般只有500ohm或1Kohm,所以只适合测试低源阻抗的电路,或只关注时间参数测试的电路。带补偿的高阻无源探头是常用的无源探头,一般示波器标配的探头都是此类探头。带补偿的高阻无源探头具备较高的输入电阻(一般1Mohm以上),可调的补偿电容,以匹配示波器的输入,具备较高的动态范围,可以测试较大幅度的信号(几十幅以上),价格也较低。但是不知之处是输入电容过大(一般10pf以上),带宽较低(一般500MHz以内)。带补偿的高阻无源探头有一个补偿电容,当接上示波器时。
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。大量的高精度产品测量需求对示波器性能的要求越来越高,使得仪器的检定校准要求也不断提升。
相信对于电源工程师,示波器的功劳是不可替代的,一旦产品有问题就需要抓波形,抓时序,测试准确数值,以帮助工程师分析,处理,一切看波形说话。如何使测试的数据准确和可靠是非常重要的,准确的数字能够帮助我们,而失真的波形和数值只能误导我们。 示波器使用前需要自校准和需要探头补偿调节,执行这种调节是使探头匹配输入通道。操作仪器时以及同时显示多个输入通道的数据时,可能需要在垂直和水平方向上校准数据,以使时基、幅度和位置同步。例如,发生明显温度变化(> 5°)时就需要进行校准。示波器观察的是电压随时间的变换,所以通常看到的是正弦波,方波,比特流等。安捷伦 示波器厂家
带宽是示波器重要的指标之一。龙岗区新型示波器服务保障
如果示波器的本身是500MHz带宽,配的探头*有100MHz,那测得的比较高带宽也就只有100Mhz了。系统带宽,我们可以认为是示波器和探头之间的比较低带宽,所以挑选示波器的时候,这2个数字都要注意查看哦!
看采样率:当示波器对待测信号进行测量时,被测信号经过示波器前端的放大、衰减等信号调理电路之后,信号就会经过数模转换器(ADC)转换为数字信号。采样率就是指示波器在对信号进行转换的时钟频率。采样率一般就在示波器顶部的参数中:
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