示波器使用技能培训教材(周建明)

泰克品牌的几种示波器
• TDS220
100 MHz Bandwidths with 1 GS/s Sample Rate on all Channels 2 and 4 Channel Models 特点是操作简单,价格低, 应用面有限.
泰克品牌的几种示波器
• TDS3034
300 MHz, and Bandwidths Sample Rates up to 5 GS/s 2 or 4 Channels 彩色显示，示波 器加PC,功能强大， 包括捕获、传送、 存档和分析测量 结果。价格昂贵。
TDS520D的几个基本功能
• PDH电接口信号输出波形（模板）测试（ ITU-T标准2M、 34M、140M；以及北美T1.102标准45M）。
TDS520D的几个基本功能
• 155M电接口眼图测试（差分信号）的归一化模板：
示波器波形样本采集方式
shift ACQUIRE MENU=mode（主菜单）
TDS520D的几个基本功能
• 测试数字波形
数字波形测试几个指标 rise time (上升时间） fall time (下降时间） Positive Duty cycle(正极占 空比） Negative Duty cycle(负极 占空比） Delay (时延） Burst width(脉宽）
５切换按纽 （SHIFT） ６帮助菜单（HELP）
5
6
AUTOSET键
控制功能 采集模式 采集停止后 显示模式 显示格式 水平位置 水平刻度 触发耦合 触发准位 触发位置 触发斜率 触发源 触发种类 垂直频宽 垂直耦合 垂直位移 垂直刻度 Autoset 功能之默认值 取样 只按 RUN/STOP 钮 向量 YT 在屏幕网格线之中间 取决于信号频率之高低 DC 数据中心点为触发源 中间 正缘 若 CH1 与 CH2 都有输入则采用较高通道 边缘触发 Full DC 或 AC（取决于信号） 0V 取决于信号位准大小
正确 过补 欠补
垂直调节
１POSITION旋钮， 调节波形的垂直 位置 ２垂直菜单按钮。 显示垂直波形功 能和波形显示开 关 1
2
3
３ＳＣＡＬＥ旋钮， 调节波形的垂直刻度
水平调节
１、POSITION旋钮， 调节波形的水平 位置 ２、水平菜单按钮。显 示水平波形功能和波 形显示开关 ３、ＳＣＡＬＥ旋 钮，调节波形的 水平刻度
触发方式
• • 触发方式决定了示波器在没有触发事件发生时如何运转。示波器分为2种触发 模式，normal和automatic。 Normal方式，使示波器能够在有触发事件发生时获得波形，如果没有触发事 件发生，示波器就停止捕捉波形（当然，此时你可以 通过Force trigger使示 波器捕捉波形）。 Automatic方式，无论有没有触发事件发生，示波器都会捕捉波形，
SAVE/RECALL键
• SAVE/RECALL
• 功能：用户可以在示波器的存储器中存储任意1至2个waveform，即 使关机，这些波形也会被保存。示波器也可以”Safe current setup” , 保存到存储器中去。15种存储的setup在可以在同样的状况下，随时 被Recall出来，进行测量设置。 • 用法：选择“Setup键”存储/取出设置，选择waveform存储或取出波 形。 • 注意：SAFE到磁盘的波形，格式是.WFM的，不能在计算机上打开， 如果想在计算机上打开请使用HARDCOPY，后面有详细介绍。波形 只能从磁盘里面被RECALL ，其他存储到示波器存储器的波形，只能 拷贝到磁盘之后才能RECALL。
示波器波形平均值采集方式
1
2
3
原理：采集多个波形，计算并取其平均值。 用途：用于减少波形中出现的噪声。（TDS500B、TDS700A）
示波器五种显示方式
• 矢量采集显示（Vectors)仪器在每两个点之间画出矢量。
示波器五种显示方式
带宽定义为：一个稳幅的正玄波6V/50KHz通过示波器之后，幅度下降至-3dB4.2V时的频 率125KHZ2.5倍。 3dB带宽频率，其垂直幅度的精度大约30%（与真实值相差３０％），如果要求垂直精度 为（与真实值相差３％），则选择示波器的带宽应是被测设备的3倍以上，如果测量快 上升边缘的信号，示波器带宽的选择应是被测信号的5倍。（BW=0.35/trise上升时间)
1
2
3
触发控制
１、触发控制 1 ２选择触发类型 ，触发源和触发 模式。 ５０％ ４调节触发位准 2 3 4
触发源分类
Trigger------触发、锁定装置 作用：稳定波形显示； 捕捉异常毛刺；
Trigger事件：触发事件建立在波形记录的计时“0”点，记录的其他点都是依据时间，并且 考虑计时“0”来定位的。示波器不停地获得并保留足够多的采样点，来填充预触发的波 形记录（也就是触发事件的左半部分波形），当触发发生时，示波器开始获得采样点 来填充后触发波形（也就是触发波形的右半部分），一旦一个触发事件被确定，示波 器不会再响应其他触发事件，直到本次触发采集完成。 Trigger 源：你可以通过以下触发源开始你的触发： 通过通道输入触发源是最常用的方法，你可以选择四个通道中的一个作为触发源，你所 选择的通道触发源可以履行发现触发事件的职责。 观察信号和电力线频率联系最常用的是AC电压是触发源。类似于照明和电力供应的装置， 示波器会产生一个触发源，你不用另外引入一个触发源信号。 Auxiliary trigger 是进行数字电路设计或维修时常用的触发源，举例说明：你可能需要一个 外时钟触发，或者一个从外电路输入一个其他信号。如何使用Auxiliary trigger 触发源 呢？ 这需要将外电路的触发源通过示波器的后面板的连接器接入示波器。 Trigger类型：数字示波器为Main trigger 提供了三种标准触发------edge 触发、pulse触发 和logic触发。
无源探头的补偿与校准
1、将无源探头连接到前面板上探头补偿信号； 2、AUTOSET(面板键) ----->VERTICAL MENU(面板键)--->Bandwidth(主菜单键)--->20MHz(侧菜单键）-->Coupling（主菜单键）--->选择正确输入阻抗； 3、SHIFT ACQUIRE MENU（面板键）---〉Mode（主菜单 键）-----〉HiRes（侧面菜单键）； 5、用螺丝刀调整探头，直到看到一个平顶的方波；
•
2M波形如何获得
• 2M模板触发机制（周期触发源－－－时钟）
眼图是如何捕获的
示波器如何从数据中恢复时钟
• 波形模板触发机制
示波器处理
时钟信号
数据信号
其他控制按纽
１、自动（AOTOSET）
２保存／恢复设置 （SAVE/RECALL） ３指针设置菜单选择 （CURSOR） 1 2 3 4
４显示方式设置 （DISPLAY）
CURSOR键
• CURSOR： 选择不同的游标测量。 垂直游标测量时间； T1和T2是相关于LCD网线中心的两条纵向平行游标线， 水平游标测量电压； V1和V2是两条水平方向的平行游标线。 Δ符号表示游标间的距离。
DISPLAY键
切换显示方式 包括（VECTORS）向量模式 （ DOTS ） 点式 （INTENSIFIED SAMPLE）放大采样显示 （INFINITE PERSISTENCE）持续采集显示 （VARIABLE PERSISTENCE 500MS）适时采集显示
探头选用
• 几种探头对比
探头种类 有点 缺点 很大反射 使用范围有限 价格高 动态范围有限 要求有电源 结构复杂 输入电阻低 终端需要５０欧匹配 无源探头 ( 低频 无衰减 K 级信号测试) 便宜 有 源 探 头 低输入电容 (1000M 以上信 高带宽 号测试) 高输入电阻 兼容性高 不需要补偿 50 欧探头 输入电容低 带宽大 （500hm 系统）兼容性好 不需要补偿
泰克品牌的几种示波器
• TDS500B系列
1 GHz and 500 MHz Bandwidth Sample Rates to 4 GS/s Up to 400,000 Wfms/s 2 or 4 Channels
功能强大，应用面 非常广，是通信设 备测试常用示波器。 价格昂贵。
示波器的几个性能指标
触发类型
Edge是一个基本的触发类型，你可以用它来测量一个数字电路或其他类似的电 路，一个当触发源通过一个特殊方式的专用的电平时，edge触发事件就发生 了。 Pulse是一个特殊用途的触发，主要用于数字电路的测量，他有五个脉冲等级， glitch（短时脉冲）、runt（小幅脉冲）、width（宽脉冲）、slew rate（多速 率脉冲)和timeout(间歇式脉冲）pulse触发只能用于主触发方式。 Logic 是一个特殊用途的触发，主要用在数字逻辑电路。分为2个等级，pattern （图案）和state（状态）。这种触发原理是建立在布尔算法、逻辑算法基础 上的，当布尔条件满足时，触发发生，第三等级，setup/hold，在你指定另一 个触发源时钟关系的setup和hold的时间内，当触发源中的一个数据改变状态 时触发发生，logic 触发也只适用于主触发。 Video也是一个特殊用途的触发，它用于测试视频电路，它可以帮你调查视频电 路中的某个水平或垂直方向的异常脉冲。支持视频触发的几个等级包括： NTSC，PAL，SECAM以及高清晰电视信号。
• 示波器的带宽(BW)
示波器的带宽的选用，最好是被测信号的3到5倍.（为什么？） 带宽与上升时间的关系 BW=0.35/上升时间(trise) 探头的上升时间要比示波器的上升时间的性能更好才行.
• 采样率
采样的频率要符合奎纳斯定理，一般是真实信号的
• 垂直精度
与真实信号偏差的概念．
带
宽
示波器的带宽的选用，最好是被测信号的3到5倍。
Sample
采样间隔（interval）3个点中，只使用第一个采样点，来作为波形处理依据。 适用于高速率信号测试，也是示波器的默认方式。
示波器波形峰值采集方式
PEKDET
2个组合采样间隔中，分别将最高点和最低点作为处理依据。 用于展示脉冲混淆现象。
示波器波形包迹采集方式
1
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多个波形，只取最高、最低点，然后叠加而成。 用于展示波形随着时间推移而发生的变化。
示波器显示内容
• • • • • • • • • • • • • • • • • 显示区域 １波形记录指示条 ２触发位置（T）指示 ３显示波形的记录片段 ４Run/Stop指示 ５触发状态 ６触发准位指示 ７通道位置指示 ８延迟触发指示 ９CHI1和CH2的状态显示 １０取样速率读出 １１水平状态读出 １２触发源和状态读出 １３触发类型和模式读出 １４采集状态 １５界面类型指示 １６触发计频器
初次使用注意
危险 高电压ຫໍສະໝຸດ Baidu
注意 内容参考本手册
保护性导电端子
接地端
TDS520D前面板
切换
子 菜 单 选 择 按 纽 主菜单选择按纽
通 道 选 择
纵菜
横菜
通用 按纽 和键盘
纵刻
横刻
通道取消
通道接口区
TDS520D后面板
• 示波器电源及开关
1.主电源开关 2.AC电源插座 3.GPIB接口 4.保险丝座 5.自我校正输出 端 6.“GO/NO GO” 输出端 7.USB连接器 8.打印机接口 9.RS-232接口
带宽决定示波器显示上升时间的误差
示波器和被测系统的上升时间关系 等于被测系统的上升时间 快于被测系统的上升时间２倍 快于被测系统的上升时间３倍 快于被测系统的上升时间５倍 显示的上升时间的误差＝ ４１％ １２％ ３％ １．５％
采样率与混叠现象
• 采样率＜1/2信号带宽，会显示错误波形。 • 绝对混叠是不能被纠正的，因为被测波形中的最高正玄波频率大于数 字采样率的1/2。这违反了奈奎斯特抽样定律。
新员工技能训练教材
---------数字示波器
(Digitizing Oscilloscopes)
主讲内容
中兴传输测试常用的几种示波器（泰克系列） 示波器的选用（几个指标） TDS520D示波器的面板介绍 TDS520D示波器的几种显示方式 TDS520D波形的几种采集方式 示波器在使用中可能遇到的一些问题