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示波器基础知识

示波器基础知识

点击数:7730 次   录入时间:03-04 12:00:14   整理:http://www.55dianzi.com   工具仪器的使用及介绍
   再记下屏幕上显示的延迟时间。
   用第二个延迟时间减去第一延迟时间,从而求得10%和90%信号电平之间的时间差。这个时间差就是上升时间。
   当提高延迟时基扫描速度时,用这种办法可以获得更高的测量分辨率。
   用这种方法也能准确地测量脉冲宽度和脉冲的重复速率。

使用上述两种办法测量探头调节出的脉冲宽度

   将探头连至CH1,并连至探头调节输出。
   按AUTOSET以获得最佳的波形显示。
   检查并确认探头已经补偿好。
   打开延迟时基,并把波形的加亮部分放在波形的一个正半周上。此波形周期应选在屏幕的左部以使信号抖动的影响减至最小。
   改变延迟时基的扫描速度使得所选的半个周期的波形在屏幕上占据几个水平格。
   将主时基关闭。
   使用可调灵敏度控制,将信号的顶部和底部分别放在10%和0%标尺线上。为此可能需要对垂直位置控制作小的调整。
   使用第一种方法:调节X-POS控制机构,使上升沿通过某一垂直标线和中心水平标尺线的交点。在这里必须使用中心水平标尺线,因为它位于信号幅度50%的位置(见图59)

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图59 脉冲宽度的测量

   现在测量从上面说的交点到波形下降沿和中心水平标尺线交点之间的时间。这个时间就是脉冲宽度。

   使用第二种方法:调节延迟控制,使得扫迹的上升沿通过中心水平标尺线和某一垂直标尺线的交点。这时如果波形的下降沿跑出屏幕的范围也没有关系。为了获得更高的测量分辨率,可以提高延迟时基扫描速度。这时,如有必要可以调节扫迹的亮度。
   记下屏幕上显示的延迟时间。
   再调节延迟控制,使得波形的下一个下降沿通过同一个标尺交点。再记下屏幕上显示的延迟时间。
   用第二个延迟时间减去第一个延迟时间,就得到了波形上升,下降沿上50%幅度点之间的时间差。这就是正脉冲的宽度。
   现在使用延迟控制再选择波形的下一个上升沿并记下屏幕上显示的延迟时间。
   从第二个读数减去第一个读数就可以计算出负脉冲宽度。
   现在你能计算出信号的频率和占空比吗?

6.4 光标和自动测量

光标的种类

   到现在为止,在所有我们进行的测量工作中,我们已经使用了标尺和示波器的衰减器及时基的设置信息。更现代化的模拟示波器上设有光标,使得测量工作更加容易、更加迅速。
   光标就是电子束在示波管屏幕上画的线。光标有垂直和水平的两种。它们在屏幕上的位置和电压及时间有关。其位置可以用作示波器测量电压和时间的基础。并用来获得其它测量参数,如频率、上升时间等。
   当示波器的灵敏度或时基设置发生变化时,屏幕上的光标的时间和电压读出数值也随之自动调整变化。
   读出数值可以是绝对读数,即相对于地电平的伏数;也可以是相对读数,即光标之间的电压差;也可以是百分数。百分数的表示方法对于脉冲参数测量特别有用。因为我们已经看到,对于象占空比这样的参数测量是用周期的百分数来表示的。
   光标系统有两种。第一种光标系统用于模拟示波器和某些数字示波器,称为屏幕映射的光示。这种光标和输入信号没有联系。这就是说操作人员必须手工地把光标和波形对齐,以便进行测量(见图60)。由于操作人员必须依靠视觉来把波形和光标对齐,这种手工对齐的操作就造成了产生误差的机会。示波器的任何小的显示不准确度都会在不同程度上影响波形和光标的显示,从而引起测量的误差。

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图60 屏幕映射光标

   第二种类型的光标是基于在示波器中存贮的数字化的波形数据。这种光标称为基于存储器的光标。这种光标没有可能由偏转系统引入误差。这种光标跟踪屏幕上的波形。由于所有的波形数据都存贮在示波器中,所以其它的参数测量,如上升时间、频率、周期等都可以根据波形的指定部分计算出来。这种类型的光标可以在其它类型的示波器,如PM3365A上找到(见图61)。

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图61 PM3365A示波器上的基于存储器的光标

在有些示波器,如PM3394A中,可以将光标分配给不同的扫迹,因而能够进行诸如传播延时,开关时间等的测量。
   2)注:对于在更先进的示波器,如PM3094上的某些测量来说,屏幕映射光标和信号有联系。这类示波器使用峰峰值触发电路来测量输入电压,并且由此能获得其它测量参数。

幅度限定的光标

   第三种光标应用得不太广泛,称为幅度限定的光标。这种光标对于确定特殊应用场合的时间测量时特别有用。所谓特殊应用场合的时间测量就是和“标准”参数,如上升时间等不同的别的参数测量。这种情况在元件测试(如二极管反向恢复时间测量)、控制回路建立时间测量、PLL锁定时间测量等工作中都会遇到。
   这种光标的名称来源是:时间的测量是通过把光标放在信号上的某一确定位置来进行的。例如:可以把光标放在信号达到其最终幅度的20%的位置上,而不必管信号的实际幅度是多少。而另一个光标可以放在信号达到其最终幅度的80%的位置上。从光标的读出数值可以得到出两个光标之间的时间。这个时间就是信号从其最终幅度的20%到80%所需要的时间。
   使用幅度限定的光标时,时间测量和实际信号的幅度无关。测量具有很大的灵活性。可以把光标放在相对于规定参考值的任何水平位置上。参考电平可以从一个与实际幅度有关的数值度(例如:最小值、最大值、某一绝对电平、地电平或者统计高或低电平)中选择。光标不一定放在信号第一次跨过规定电平的时刻;第二次、第三次或最后一次等其它跨过规定电平的时刻都可用来放置光标。
   为了说明这种光标系统的能力,让我们来看一看下面的例子(见取自PM3394A示波器的图62)。

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图62 用于测量建立时间的幅度限定光标

我们在这个图中看到的是,当输入信号发生突然变化(阶跃电压)时,一个控制系统的输出电压。对于这样一个系统来说,建立时间定义为回路达到并重新保持在正确的输出电压的5%范围内所需要的时间。
   对于多数示波器的情况来说,建立时间的测量必须由操作人员使用光标在手动控制下来完成。而使用幅度限定的光标,建立时间的测量则可以自动地进行。
   建立时间的测量从输入信号发生阶跃的时刻开始。如果输入信号不易测量,也可以输出信号开始增加的时刻为测量的起点。
   将示波器设置成能够找到波形上接近其上升沿起点的时刻,比如说波形达到其幅度的20%的电平的时刻。对于实际测量工作来说,用这种方法能够相当好的确定输入电压阶跃的起点。对于第一个光标来说,波形的初始稳定电平作为0%,波形的最终值作为100%。第一个光标就放在参考电平的20%的地方,其位置处在0%和100%之间。
   第二个光标的参考电平设置方法与第一个光标有所不同。将波形的最终值作为0%,而将波形的初始值定为100%!这样第二个光标就放在信号波形的5%电平点的地方。这里所说的波形最终值就是波形上的所有振铃消失以后所达到的电平值。这个值按“统计高”电平来选择。
   为了找到信号波形保持在其最终电压的5%之内的开始时刻,我们把光标放在信号波形最后一次跨过5%幅度电平的时刻。
   在图62中表示出了测得的显示波形以及光标和参考电压线。从图中顶部的一行文字中可以读出建立时间为1.49us。

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