数字示波器的调节与使用(有数据)

3.2数字示波器的调节与使用

一、实验目的

（1）了解和掌握数字示波器的基本使用：显示波形；光标测量；菜单测量；

莉萨如图形测量频率。

（2）学习使用函数发生器。

二、实验仪器

DS-8812型数字显示器、FG-813型函数发生器等。

三、实验原理

1.数字示波器：

数字示波器实际上是计算机技术的一种应用，是将信号的采集、存储（写入）、读出、测量运算、显示等过程用数字化（二进制码）进行处理的示波器。这使得在模拟示波器上进行的一些操作和测量能够实现自动化或智能化，如亮度对比度的的调节，自动设置显示波形，对被测信号的表征参数如周期、频率、电压幅度、脉冲宽度、占空比等既可直接计算并且把结果显示于屏幕,又可以将屏幕显示的内容和测量结果甚至面板设置进行保存,如储存参考波形,输出到打印机、软盘或直接到电脑。本实验使用的数字示波器(操作面板见图4-7-4)在操作上仍然类同模拟示波器,显示和测量实际上是以模拟示波器的内容为基础加以改进和扩展的。观测波形依然是以“TIME/DIV”旋钮来调节显示多少个波形同样调节电平 LEVEL 旋使波形稳定。但是原来模拟示波器只能标示在操作面板“TIME/DIV”旋钮上的挡位示值现在可随着调节对应显示在屏幕的左上方,一旁还有与之对应的采样率显示。y轴每格电压选择(VOLTS/DIV)等也一样。

功能设计以模拟示波器为基础，因此操作与模拟示波器类同。

数字示波器基本原理如图4-7-1 所示。

数字示波器将信号以一定的时间间隔进行采集(采样)并进行数字化处理,所有示波器显示的波形都是在满足一定触发条件下产生的。触发电平(LEVEL)的调节决定了数字示波器何时开始采集数据和显示波形。调节数字示波器使屏幕上出现多少个波形和使波形完全稳定的原理,从操作和意义上与模拟示波器完全类似。一旦触发被正确设定,就可以将不稳定的波形变成有意义的波形。数字示波器的y 轴和x轴扫描信号可源自同一地址因而同步性能非常好显示的波形十分稳定,而且可以做到任意选择扫描开始和结束的位置。只要能保持每次扫描开始的位置和结束的位置都相同,波形就是稳定的。

本实验采用日本岩崎(IWATSU)DS -8812 型数字示波器。它与普通模拟示波器相比,具有如下几大特点:

(1)用液晶显示屏取代了普通模拟示波器的电子射线示波管,因而实验仪器小巧精致。每次开机打开电源,仪器便会根据环境光线的明暗程度自动调节液晶显示屏的明暗对比度没有了模拟示波器的“亮度”和“聚焦”调节。如有需要,对比度也可进行手动调节。

(2)可通过外部控制系统(通常是计算机)进行远程控制操作。

(3)设有内存和软驱并内置打印机,既可显示波形也可将波形种设置以及测量数据储存，或者打印出来。

(4)设有自动设置功能。信号输入后,按下面板上的 AUTOSET(自动设置)键,示波器可以自动设置y 轴、轴和触发条件并且显示输人信号的波形。如果进行其他

操作自动设置功能将自动取消。按下AUTOSET 键的时间不小于1时可以进行其他面板功能设置。

(5)设有帮助功能。按下仪器面板上的 HELP 键可以了解和掌握仪器操作面板上各按键开关和旋钮的功能和使用方法。

2.同步原理：

同步条件：T x=nT y或者f x=nf y

3.莉萨如图形：相互垂直的两个简谐运动（正弦波）的运动的合成所得到的运动轨迹

f y

=n x/n y

f x

两个通道的频率不变则切点个数比不变，但是莉萨如图形的形状有可能不同，形状与两个信号的相位差有关。

四、实验内容和步骤

(一)观测多功能型函数发生器主信号输出的各种波形

1.认真阅读本仪器基本操作部分,了解菜单操作和屏幕显示替换的方法,

并借助仪器上的 HELP键用其帮功能熟悉仪器面板部分按键的能。仪器面板如图4-7-4 所示。

2. 按ACQUISITION 键在该莱单内设置Mode(Norm Smpl) Equ

smpl(on)Roll(on)Persist( off) Length( Long)。

3．按DISPLAY 键,在该菜单内设置Join(on)Tpe(YT)Scale( Grid)Math( off)Status( Counter) 。

4找到面板的TRICCER 即触发部分按(点击)部分内的 MENU 菜单键设置Sweep(Auto)_Trig Type(Edge)Source(CH1) Coupling(DC),此时屏幕左边会出现T标记。

5. 本实验的大部分实验内容记录都采用内置打印机打印。设置打印机打

印操作如下:

先按 UTILITIES键在该菜单内的 Copy 位置再按 FUNCTION 旋钮出现Copy子菜单,在子菜单内再设置Device( Printer)、Auto Copy(of)Source(Screen)。设置结束后面的操作只要按(点击)一下面板左上方的 COPY 键即可打印记录当前整个屏幕显示的所有内容。COPY 动作时其他任何操作无法进行。

6. 示波器y VERTICAL轴 HORIZONTAL轴和触发TRIGGER 部分的操作将F20型数字合成函数发生器 A 输出端的输出信号输人CH1或CH2函数发生器的信号输出频率分别为正弦波 100Hz三角波1kHz形波 10kHz左右。每种波形都要求调出2个周期的稳定波形(调整“TIME/DIV”键)。y 轴幅度(调整“VOLTS/DIV”键)约占屏幕的一半位置居中(调整“OFFSET”键)。每调好一种波形按COPY键打印一张屏幕记录。任选上面一种波形调TRIG LEVEL触发电平旋使屏幕左边触发电平T标记位置由高到低(或由低到高)过波形的幅度范围,观察屏幕左边触发电平 T标记位置对波形稳定的影响,并注意观察屏幕下方y轴和触发显示区域右方显示的触发电平(电压)值的变化。对以上观察到的情况作出相应的文字记录。

7. 看仪器操作介绍中的6使用光标 CURSOR 测量部分选择上面100Hz正弦波形使用光标线测量其电压峰-峰值 V-周期 T及频率并且在 Type 下选中“AV&AT”时按 COPY 键打印一张屏幕记录。然后将打印源 Source 设置由Screen 改为 Panel,打印一张面板设置记录。最后将 Source 的设置由 Panel改回Screen。

8. 选择上面的 100Hz的正弦波形,按 MEASURE 菜单键设置“A”为Freq(频率)“B”为T(上升时间)“C”为T(下降时间)，“D”为“P-P”(峰峰值电压)在 Parameter 位置按(点击)并旋 FUNCTION钮可查看 A BCD 各项的测量位置范围,并可进入改变设置(但一般不要求改变原来的设置)。设置完毕后按“RUN/STOP”键屏幕上方中间的显示由 Run 变成 Wait 再到 Stp 时几秒钟后开始显示各项测量数据,并且屏幕的波形上一般会出现两个“”指示测量位置或范围标记(若不出现也属正常,可不理会)。显示测量数据后,按 COPY 键打印一张屏幕记录。比较 MEASURE 测量与光标CURSOR 测量的数据差异。