示波器基础

示波器基础——测量和练习

1 如何进行测量

在本书的前两章中我们

介绍了示波器上可以用来影

响信号波形显示的各种控制

机构。在这一章里我们将要讲

座重要的波形参数，并且还将

介绍如何使用示波器来测量

这些参数。

示波器可以测量两个基

本的量，即电压和时间。从这

两个量出发，用手工的方法使

用光标或者用自动的方法进行所有其它波形参数的测量。

在进行测量时，了解自己的示波器的能力是很重要的。不要试图在一个20MHz的示波器上观察一个1 0MHz的方波，因为在这种情况下不可能看到方波的真实形状，10MHz的方波中包含有10MHz的正弦波基波，以及30MHz、50MHz、70MHz等的谐波。在10MHz的示波器上，也有可能看到30MHz谐波的部分效果（虽然其幅度不正确），但是下一个谐波分量的频率是示波器带宽的2.5倍！所以这时您在示波器上看到的波形将更象一个正弦波而不象方波（见图50）。

对于上升时间的测量来说，情况也是这样。如果您使用一台上升时间比被测信号的上升时间快10倍的示波器来进行测量，那么示波器本身的上升时间对测量的影响将几乎可以忽略。然而如果示波器的被测信号的上升时间相同，那么引起的测量误差可高达41%。

若干标准波形

三种最常见的波形是正弦波、三角波和方波（见图51）。这些波形在任何函数发生器上都可以找到，并且在实际工作中也常常遇到。

正弦波包含单一的频率分量；而方波和三角波则由很多不同的相关正弦谐波组成。方波由基波的奇次

谐波构成，三角波由基波的偶次谐波构成。

这些波形在时间上和幅度上都是对称的。

这些波形还有其变形形式，这通常是波

形发生对称变化的结果。这样一来，三角波

变成了锯齿波（从其开头而得名），而方波

变成了矩形波。

波形的一个完整的周波叫作一个周期。

一个周期就是从一个周波的某一点到下一个周波相应点所需要的时间（见图52）。

频率是在一秒钟之内所发生的波形的周波数。

所以如果我们用1秒除以一个周期所需的时间就得到了用Hz表示的频率。

例如，周期=1ms则

频率=1/10×10-3=1000Hz=1KHz

重复发生的波形称为重复性波形或周期性波形。这是最容易测量的波形。

对重复性波形或周期性波形最常测量的另一个参数是波形的幅度。幅度是一个波形上从最高点到最低之间的电压。这又称之为峰（一）峰值幅度或Vp-p（见图52）。

6.2 基本练习或如何解释正弦波

本部分所包含的练习可以帮助用户熟悉示波器上的主要控制机构。其内容分两部。首先介绍模拟示波器上的控制机构，接着再介绍数字示波器上的控制机构。有关DSO的专门练习将在后面给出。

需要的设备：

▲示波器：一台模拟示波器旭PM3094（仅供模拟示波器练习用）或者一台组合示波器，可从PM3382 A……PM3394A系列或类似产品中选取。

▲两个10：1PM9010/091或PM9020/091探头或类似产品以及微调工具供探头补偿调节之用。

▲能产生频率达2MHz或更高的正弦波、方波及三角波的函数发生器，例如PM5135或PM5138或类似产品。

▲两根50ΩBNC电缆。

开始

如果电缆已连在示波器上，则将其从示波器上拆下。

使用正确的电源线将示波器连至市电电源，并将电源开关接通。

将探头连至示波器的通道1，并将探头连至示波器前面板上的探头调节连接器。

如果使用的是组合示波器，则选择模拟模式。

按AUTOSET键（前面板上部的绿色按键）。

对于没有此项功能的老式示波器，则按以上各项进行设置：

亮度—中间位置

垂直位置控制—中间位置

水平位置控制—中间位置

时基0.2ms/格

CH1灵敏度0.2V/格。注意，如果示波器的自动化程度不高，则增加探头衰减。

触发—触发源CH1，模式—AUTO，峰-峰值电平触发。

确认探头已经补偿。为此可能需要调节探头上的LF补偿微调电容，如有必要，可参阅第4章“探头补偿”一节。现在我们就可以开始研究各控制机构了。

参考本书前后封面上的插图来寻找各控制机构的位置。

屏置控制

调节亮度和聚焦控制机构并观察对屏幕显示的影响。

调节聚焦控制机构以获得清晰的扫迹显示和清楚文字显示。

注意为了观察从探头调节输出端子给出的方波的上升沿和下降沿，需要将示波器的亮度调得比较亮。这是由于电子束在这些沿上移动得比较快的缘故。

调节文字亮度控制机构使得示波管上的文字亮度达到可以接受的程度。

将探头从CH1输入端断开，然后调节扫迹旋钮，使得扫迹和示波器的水平标尺线平行。

放置标尺亮度控制旋钮，并观察标尺变亮。

将探头重新连到CH1上。

垂直控制机构

位置

将探头从探头调节输出端断开。

旋转CH1的POS（垂直位置）旋钮，并将扫迹放到中央的标尺线上。注意通道标志和地电平指示器“1—”。

将探头重新连接到探头调节输出端上。

灵敏度

按动AMPL（幅度）“上/下”按钮，并观察显示波形的幅度随着所选的灵敏度的不同而变化。

观察屏幕的下部，可以看到灵敏度的读出数值也在变化。

如果要选择V AR（可变）灵敏度，则应同时按“上”和“下”两个键，然后再将两个键放开。现在就可以使用“上”和“下”两个按钮平滑的改变显示波形的幅度。

注意，这时灵敏度读出数值也随之变化。

再同时按“上”和“下”两个键，以便重新回到1-2-5步进值的工作方式。