示波器的运用概述

示波器是一种用处十分广泛的电子丈量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研讨各种电现象的改动进程。示波器运用狭隘的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可发生细微的光点。在被测信号的效果下，电子束就好像一支笔的笔尖，能够在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的改动曲线。运用示波器能调查各种不同信号起伏随时刻改动的波形曲线，还能够用它测验各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调起伏等等。

示波器运用办法

本节介绍示波器的运用办法。示波器品种、类型许多，功用也不同。数字电路试验中运用较多的是20MHz或许40MHz的双踪示波器。这些示波器用法迥然不同。本节不针对某一类型的示波器，仅仅从概念上介绍示波器在数字电路试验中的常用功用。
1 荧光屏
荧光屏是示波管的闪现部分。屏上水平方向和笔直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时刻之间的联系。水平方向指示时刻，笔直方向指示电压。水平方向分为10格，笔直方向分为8格，每格又分为5份。笔直方向标有0％，10％，90％，100％等标志，水平方向标有10％，90％标志，供测直流电平、沟通信号起伏、推迟时刻等参数运用。依据被测信号在屏幕上占的格数乘以恰当的份额常数(V／DIV，TIME／DIV)能得出电压值与时刻值。
2 示波管和电源体系
（1）．电源(Power)
示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表明电源接通。
（2）．辉度(Intensity)
旋转此旋钮能改动光点和扫描线的亮度。调查低频信号时可小些，高频信号时大些。
一般不该太亮，以维护荧光屏。
（3）．聚集(Focus)
聚集旋钮调理电子束截面巨细，将扫描线聚集成最明晰状况。
（4）．标尺亮度(Illuminance)
此旋钮调理荧光屏后边的照明灯亮度。正常室内光线下，照明灯暗一些好。室内光线缺乏的环境中，可恰当调亮照明灯。
3 笔直偏转因数和水平偏转因数
（1）．笔直偏转因数挑选(VOLTS／DIV)和微调
在单位输入信号效果下，光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度，这一界说对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。笔直灵敏度的单位是为cm/V，cm／mV或许DIV／mV，DIV／V，笔直偏转因数的单位是V／cm，mV／cm或许V／DIV，mV／DIV。实践上因习惯用法和丈量电压读数的便利，有时也把偏转因数当灵敏度。
踪示波器中每个通道各有一个笔直偏转因数挑选波段开关。一般按1，2，5办法从 5mV／DIV到5V／DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上笔直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V／DIV档时，假如屏幕上信号光点移动一格，则代表输入信号电压改动1V。
每个波段开关上往往还有一个小旋钮，微调每档笔直偏转因数。将它沿顺时针方向旋究竟，处于“校准”方位，此刻笔直偏转因数值与波段开关所指示的值一同。逆时针旋转此旋钮，能够微调笔直偏转因数。笔直偏转因数微调后，会构成与波段开关的指示值不一同，这点应引起留意。许多示波器具有笔直扩展功用，当微调旋钮被拉出时，笔直灵敏度扩展若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如，假如波段开关指示的偏转因数是1V/DIV，选用×5扩展状况时，笔直偏转因数是0．2V／DIV。
在做数字电路试验时，在屏幕上被测信号的笔直移动距离与+5V信号的笔直移动距离之比常被用于判别被测信号的电压值。
（2）．时基挑选(TIME／DIV)和微调
时基挑选和微调的运用办法与笔直偏转因数挑选和微调相似。时基挑选也经过一个波段开关完成，按1、2、5办法把时基分为若干档。波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时刻值。例如在1μS／DIV档，光点在屏上移动一格代表时刻值1μS。
“微调”旋钮用于时基校准和微调。沿顺时针方向旋究竟处于校准方位时，屏幕上闪现的时基值与波段开关所示的标称值一同。逆时针旋转旋钮，则对时基微调。旋钮拔出后处于扫描扩展状况。一般为×10扩展，即水平灵敏度扩展10倍，时基缩小到1／10。例如在2μS/DIV档，扫描扩展状况下荧光屏上水平一格代表的时刻值等于

2μS×(1/10)=0.2μS

TDS试验台上有10MHz、1MHz、500kHz、100kHz的时钟信号，由石英晶体振荡器和分频器发生，精确度很高，可用来校准示波器的时基。
示波器的规范信号源CAL，专门用于校准示波器的时基和笔直偏转因数。例如COS5041型示波器规范信号源供应一个VP-P=2V,f=1kHz的方波信号。
示波器前面板上的位移(Position)旋钮调理信号波形在荧光屏上的方位。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形，旋转笔直位移旋钮(标有笔直双向箭头)上下移动信号波形。
4 输入通道和输入耦合挑选
（1）．输入通道挑选
输入通道至少有三种挑选办法：通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。挑选通道1时，示波器仅闪现通道1的信号。挑选通道2时，示波器仅闪现通道2的信号。挑选双通道时，示波器一同闪现通道1信号和通道2信号。测验信号时，首要要将示波器的地与被测电路的地衔接在一同。依据输入通道的挑选，将示波器探头插到相应通道插座上，示波器探头上的地与被测电路的地衔接在一同，示波器探头触摸被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“×1”方位时，被测信号无衰减送到示波器，从荧光屏上读出的电压值是信号的实践电压值。此开关拨到“×10″方位时，被测信号衰减为1／10，然后送往示波器，从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实践电压值。
（2）．输入耦合办法
输入耦合办法有三种挑选：沟通(AC)、地(GND)、直流(DC)。当挑选“地”时，扫描线闪现出“示波器地”在荧光屏上的方位。直流耦合用于测定信号直流肯定值和观测极低频信号。沟通耦合用于观测沟通和含有直流成分的沟通信号。在数字电路试验中，一般挑选“直流”办法，以便观测信号的肯定电压值。
5 触发
第一节指出，被测信号从Y轴输入后，一部分送到示波管的Y轴偏转板上，驱动光点在荧光屏上按份额沿笔直方向移动；另一部分分流到x轴偏转体系发生触发脉冲，触发扫描发生器，发生重复的锯齿波电压加到示波管的X偏转板上，使光点沿水平方向移动，两者合一，光点在荧光屏上描绘出的图形便是被测信号图形。由此可知，正确的触发办法直接影响到示波器的有用操作。为了在荧光屏上得到安稳的、明晰的信号波形，把握根本的触发功用及其操作办法是十分重要的。
（1）．触发源(Source)挑选
要使屏幕上闪现安稳的波形，则需将被测信号自身或许与被测信号有必定时刻联系的触发信号加到触发电路。触发源挑选确认触发信号由何处供应。一般有三种触发源：内触发(INT)、电源触发(LINE)、外触发EXT)。
内触发运用被测信号作为触发信号，是常常运用的一种触发办法。因为触发信号自身是被测信号的一部分，在屏幕上能够闪现出十分安稳的波形。双踪示波器中通道1或许通道2都能够选作触发信号。
电源触发运用沟通电源频率信号作为触发信号。这种办法在丈量与沟通电源频率有关的信号时是有用的。特别在丈量音频电路、闸流管的低电平沟通噪音时更为有用。
外触发运用外加信号作为触发信号，外加信号从外触发输入端输入。外触发信号与被测信号间应具有周期性的联系。因为被测信号没有用作触发信号，所以何时开端扫描与被测信号无关。
正确挑选触发信号对波形闪现的安稳、明晰有很大联系。例如在数字电路的丈量中，对一个简略的周期信号而言，挑选内触发或许好一些，而关于一个具有杂乱周期的信号，且存在一个与它有周期联系的信号时，选用外触发或许更好。
（2）．触发耦合(Coupling)办法挑选
触发信号到触发电路的耦合办法有多种，意图是为了触发信号的安稳、牢靠。这儿介绍常用的几种。
AC耦合又称%&&&&&%耦合。它只允许用触发信号的沟通重量触发，触发信号的直流重量被距离。一般在不考虑DC重量时运用这种耦合办法，以构成安稳触发。可是假如触发信号的频率小于10Hz，会构成触发困难。
直流耦合(DC)不距离触发信号的直流重量。当触发信号的频率较低或许触发信号的占空比很大时，运用直流耦合较好。
低频按捺(LFR)触发时触发信号经过高通滤波器加到触发电路，触发信号的低频成分被按捺；高频按捺(HFR)触发时，触发信号经过低通滤波器加到触发电路，触发信号的高频成分被按捺。此外还有用于电视修理的电视同步(TV)触发。这些触发耦合办法各有自己的适用范围，需在运用中去领会。
（3）．触发电平(Level)和触发极性(Slope)
触发电平调理又名同步调理，它使得扫描与被测信号同步。电平调理旋钮调理触发信号的触发电平。一旦触发信号超越由旋钮设定的触发电平常，扫描即被触发。顺时针旋转旋钮，触发电平上升；逆时针旋转旋钮，触发电平下降。当电平旋钮调到电平确认方位时，触发电平主动保持在触发信号的起伏之内，不需求电平调理就能发生一个安稳的触发。当信号波形杂乱，用电平旋钮不能安稳触发时，用释抑(Hold Off)旋钮调理波形的释抑时刻(扫描暂停时刻)，能使扫描与波形安稳同步。
极性开关用来挑选触发信号的极性。拨在“+”方位上时，在信号添加的方向上，当触发信号超越触发电平常就发生触发。拨在“-”方位上时，在信号削减的方向上，当触发信号超越触发电平常就发生触发。触发极性和触发电平一同决议触发信号的触发点。
6 扫描办法(SweepMode)
扫描有主动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描办法。
主动：当无触发信号输入，或许触发信号频率低于50Hz时，扫描为自激办法。
常态：当无触发信号输入时，扫描处于预备状况，没有扫描线。触发信号到来后，触发扫描。
单次：单次按钮相似复位开关。单次扫描办法下，按单次按钮时扫描电路复位，此刻预备好(Ready)灯亮。触发信号到来后发生一次扫描。单次扫描结束后，预备灯灭。单次扫描用于观测非周期信号或许单次瞬变信号，往往需求对波形摄影。
上面简明介绍了示波器的根本功用及操作。示波器还有一些更杂乱的功用，如推迟扫描、触发推迟、X-Y工作办法等，这儿就不介绍了。示波器入门操作是简略的，真实娴熟则要在运用中把握。值得指出的是，示波器尽管功用较多，但许多情况下用其他仪器、外表更好。例如，在数字电路试验中，判别一个脉宽较窄的单脉冲是否发生时，用逻辑笔就简略的多；丈量单脉冲脉宽时，用逻辑分析仪更好一些。 1．取得基线：当操作者在运用无运用阐明书的示波器时，首要要取得一条最细的水平基线，然后才能用探头进行其他丈量，其具体办法如下：
(1)预置面板各开关、旋钮。
亮度置适中，聚集和辅佐聚集置适中，笔直输入耦合置“AC，，，笔直电压量程挑选置”5mv／div”，笔直工作办法挑选置“CHl”，笔直灵敏度微调校准方方位“CAL”，笔直通道同步源挑选置中心方位，笔直方方位中心方位，A和B扫描时刻因数一同预置在“0．5ms／div”，A扫描时刻微调置校准方位“CAL’’，水平位移置中心方位，扫描工作办法置“A”，触发同步办法置“AUTO”，斜率开关置“+”
，触发耦合开关置“AC’’，触发源挑选置”INT”。
(2)按下电源开关，电源指示灯点亮。
(3)调理A亮度聚集等有关操控旋钮，可呈现纤细亮堂的扫描基线，调理基线使其方位于屏幕中心与水平坐标刻度根本重合。
(4)调理轨道平行度操控使基线与水平坐标平行。
2．闪现信号：一般情况下，示波器自身均有一个0．5Vp—p规范方波信号输出口，当取得基线后，即可将探头接到此处，此刻屏幕应有一串方波信号，调理电压量程和扫描时刻因数旋钮，方波的起伏和宽窄应改动，至此阐明示波器根本调整结束能够投入运用。
3．丈量信号：将测验线接在CHl或CH2输入插座，测验探头触及测验点，即可在示波器上调查到波形。假如波形起伏太大或太小，可调整电压量程旋钮；假如波形周期闪现不适合，可调整扫描速度旋钮。
三、特别运用办法
1．沟通峰值电压丈量
(1)取得基线。
(2)调整V／div旋钮，使波形在笔直方向闪现5div(即5格)。
(3)调理“A触发电平”取得安稳闪现。
(4)用以下公式核算峰值电压。
电压(p—p)：笔直偏转起伏／度x(VOLTS／div)／开关档极x探极衰减倍率。
例如：测得上峰到下峰偏转是5．6度，VOLTS／dir开关置0．5，用x10探极衰减倍率，将数据代人：电压二5．6X0．5 X 10二28 V。
2．上升时刻丈量
上升时刻：水平距离(度)x时刻／度(档极)／扩展系数。
例如：波形两点间的距离为5度，时刻／度档级为1Us，x10扩展末扩展(即x1)，将给定值代人：上升时I司；5X1／1；51xs。
3．相位差丈量
相位差：水平差值(度)x水平刻度校准值(度／度)。
例如：水平差值为0．6度，每度校准到45度，将给定值代人公式：相位差：0．6×45：27。

4.频率的丈量

用示波器丈量信号频率的办法许多，下面介绍常用的两种根本办法。

　　1．周期法

　　关于任何周期信号，可用前述的时刻距离的丈量办法，先测定其每个周期的时刻T，再用下式求出频率f ：f=1/T

　　例如示波器上闪现的被测波形，一周期为8div，“t/div”开关置“1μs”方位，其“微调”置“校准”方位。则其周期和频率计算如下：

　　T=1us/div×8div = 8us

　　f= 1/8us =125kHz

　　所以，被测波形的频率为125kHz。

　　2．李沙育图形法测频率

　　将示波器置X-Y工作办法，被测信号输入Y轴，规范频率信号输入“X外接”，渐渐改动规范频率，使这两个信号频率成整数倍时，例如fx :

　　fy=1:2，则在荧光屏上会构成安稳的李沙育图形。

　　李沙育图形的形状不光与两个偏转电压的相位有关，并且与两个偏转电压的频率也有关。用描迹法能够画出ux与uy的各种频率比、不同相位差时的李沙育图形，几种不同频率比的李沙育图形如图5-15所示。

　　运用李沙育图形与频率的联系，可进行精确的频率比较来测定被测信号的频率。其办法是别离经过李沙育图形引水平线和笔直线，所引的水平线笔直线不要经过图形的交叉点或与其相切。若水平线与图形的交点数为m，笔直线与图形的交点数n，则

　　fy / fx=m / n

　　当规范频率fx（或fy）为已知时，由上式能够求出被测信号频率fy（或fx）。明显，在实践测验工作中，用李沙育图形进行频率测验时，为了使测验简洁正确，在条件答应的情况下，一般尽或许调理已知频率信号的频率，使荧光屏上闪现的图形为圆或椭圆。这时被测信号频率等于已知信号频率。

　　图5-16常用频率比的李沙育图形

　　因为加到示波器上的两个电压相位不同，荧光屏上图形会有不同的形状，但这对确认不知道频率并无影响。

　　李沙育图形法丈量频率是恰当精确的，但操作较费时。一同，它只适用于丈量频率较低的信号

常见现象

没有光点或波形

　　电源未接通。

　　辉度旋钮未调理好。

　　X，Y轴移位旋钮方位调偏。

　　Y轴平衡电位器调整不妥，构成直流扩大电路严峻失衡。

水平方向展不开

　　触发源挑选开关置于外档，且无外触发信号输入，则无锯齿波发生。

　　电平旋钮调理不妥。

　　安稳度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状况。

　　X轴挑选误置于X外接方位，且外接插座上又无信号输入。

　　两踪示波器假如只运用A通道（B通道无输入信号），而内触发开关置于拉YB方位，则无锯齿波发生。

笔直方向无展现

　　输入耦合办法DC-接地-AC开关误置于接地方位。

　　输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反。

　　输入信号较小，而V/div误置于低灵敏度档。

波形不安稳

　　安稳度电位器顺时针旋转过度，致使扫描电路处于自激扫描状况（未处于待触发的临界状况）。

　　触发耦合办法AC、AC（H）、DC开关未能依照不同触发信号频率正确挑选相应档级。

　　挑选高频触发状况时，触发源挑选开关误置于外档（应置于内档。）

　　部分示波器扫描处于主动档（接连扫描）时，波形不安稳。

笔直线条密布或呈现一矩形

　　t/div开关挑选不妥，致使f扫描<

水平线条密布或呈一条歪斜水平线

　　t/div关挑选不妥，致使f扫描>>f信号。

笔直方向的电压读数禁绝

　　未进行笔直方向的偏转灵敏度（v/div）校准。

　　进行v/div校按时，v/div微调旋钮未置于校对方位（即顺时针方向未旋足）。

　　进行测验时，v/div微调旋钮调离了校对方位（即调离了顺时针方向旋足的方位）。

　　运用l0 ：1衰减探头，核算电压时未乘以10倍。

　　被测信号频率超越示波器的最高运用频率，示波器读数比实践值偏小。

　　测得的是峰-峰值，正弦有用值需换算求得。

水平方向的读数禁绝

　　未进行水平方向的偏转灵敏度（t/div）校准。

　　进行t/div校按时，t/div微调旋钮未置于校准方位（即顺时针方向未旋足）。

　　进行测验时，t/div微调旋钮调离了校对方位（即调离了顺时针方向旋足的方位）。

　　扫速扩展开关置于拉（×10）方位时，测验未按t/div开关指示值进步灵敏度10倍核算。

交直流叠加信号的直流电压值分辩不清

　　Y轴输入耦合挑选DC-接地-AC开关误置于AC档（应置于DC档）。

　　测验前未将DC-接地-AC开关置于接地档进行直流电平参阅点校对。

　　Y轴平衡电位器未调整好。

测不出两个信号间的相位差

　　测不出两个信号间的相位差（波形闪现法）

　　双踪示波器误把内触发（拉YB）开关置于按（常态）方位应把该开关置于拉YB方位。

　　双踪示波器没有正确挑选闪现办法开关的替换和断续档。

　　单线示波器触发挑选开关误置于内档。

　　单线示波器触发挑选开关虽置于外档，但两次外触发未选用同一信号。

调幅波形异常

　　t/div开关挑选不妥，扫描频率误按调幅波载波频率挑选（应按音频调幅信号频率挑选）。

波形调不到要求的开始时刻和部位

　　安稳度电位器未调整在待触发的临界触发点上。

　　触发极性（+、-）与触发电平（+、-）合作不妥。

　　触发办法开关误置于主动档（应置于常态档）。

触发或同步扫描

　　慢慢调理触发电平（或同步）旋钮，屏幕上闪现安稳的波形，依据调查需求，恰当调理电平旋钮，以闪现相应开始方位的波形。

　　假如用双踪示波器调查波形，作单踪闪现时，闪现办法开关置于YA或YB。被测信号经过YA或YB输入端输入示波器。Y轴的触发源挑选“内触发一拉YB”开关置于按（常态）方位。若示波器作两踪闪现时，闪现办法开关置于替换档（适用于调查频率不太低的信号），或断续档（适用于调查频率不太高的信号），此刻Y轴的触发源挑选“内触发-拉YB”开关置“拉YB”档。

示波器运用不妥或许构成的异常现象

　　示波器在运用进程中，往往因为操作者关于示波原理不甚了解和对示波器面板操控设备的效果不熟悉，会呈现因为调理不妥而构成异常现象

参阅视频：http://v.youku.com/v_show/id_XMjI3NTExMzA0.html

http://v.youku.com/v_show/id_XMjAxODEwMjQ0.html