理论教育 模拟示波器的使用技巧与注意事项

模拟示波器的使用技巧与注意事项

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:探头接入Y轴输入接口,将VOLTS/DIV开关调至10m V,探头衰减置于×10挡,屏幕中应同样显示图4.3-5所显示的波形。如图4.3-9所示,对某信号的周期或该信号任意两点间时间参数进行测量时,使波形获得稳定同步,根据该信号周期或需测量的两点间水平距离乘以SEC/DIV开关指示值获得。

模拟示波器的使用技巧与注意事项

下面以如图4.3-1所示的YB43020B模拟示波器为例,介绍其性能参数和使用方法。

一、YB43020B模拟示波器的性能参数

YB43020B模拟示波器具有20MHz的频带宽度,垂直灵敏度为2m V/DIV~10V/DIV,扫描系统采用全频带触发式自动扫描电路,并具有交替扩展扫描功能,实现双踪四迹显示。该示波器具有丰富的触发功能,并备有触发输出、正弦50Hz电源信号输出及Z轴输入。

表4.3-1为YB43020B模拟示波器的性能参数。

表4.3-1 YB43020B模拟示波器的性能参数

续表

二、YB43020B模拟示波器的面板结构

1.前面板

YB43020B模拟示波器的前面板如图4.3-3所示,各控制件的名称和作用见表4.3-2。

图4.3-3 YB43020B模拟示波器的前面板

表4.3-2 YB43020B模拟示波器前面板控制件的名称和作用

续表

2.后面板

YB43020B模拟示波器的后面板如图4.3-4所示,各部件的名称和作用见表4.3-3。

图4.3-4 YB43020B模拟示波器的后面板

表4.3-3 YB43020B模拟示波器后面板各部件的名称和作用

三、YB43020B模拟示波器的使用

1.安全检查

使用时不要将示波器的散热孔堵塞,长时间连续使用时要注意示波器的通风情况是否良好,防止机内温度升高而影响其使用寿命。

2.仪器工作状态的检查

初次使用时可按下述方法检查示波器的一般工作状态是否正常。

(1)主机的检查。把各有关控制件置于表4.3-4所列作用位置。

表4.3-4 各有关控制件作用位置

接通电源,电源指示灯亮,稍等预热,屏幕中出现光迹,分别调节亮度和聚焦旋钮,使光迹的亮度适中、清晰。

通过连接电缆将本机探极校准信号输入至CH1通道,调节电平旋钮使波形稳定,分别调节Y轴和X轴的移位,使波形与图4.3-5相吻合,用同样的方法检查CH2通道。

图4.3-5 补偿适中的校准信号图

(2)探头的检查。探头接入Y轴输入接口,将VOLTS/DIV开关调至10m V,探头衰减置于×10挡,屏幕中应同样显示图4.3-5所显示的波形。

如果显示波形是如图4.3-6(a)、图4.3-6(b)所示的补偿过度或补偿不足,用无感旋具调整探头上的可变电容,直到屏幕显示的波形如图4.3-6(c)所示的补偿正确。

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图4.3-6 探头补偿校正

3.测量

(1)电压测量。在测量时一般把VOLTS/DIV开关的微调装置以逆时针方向旋至满度的校准位置,这样可以按VOLTS/DIV的指示值直接计算被测信号的电压幅值。

由于被测信号一般都含有交流和直流两种成分,因此在测试时应根据下述方法操作。

1)交流电压的测量。当只需测量被测信号的交流成分时,应将Y轴输入耦合方式开关置于AC位置,调节VOLTS/DIV开关,使波形在屏幕中的显示幅度适中,调节电平旋钮使波形稳定,分别调节Y轴和X轴位移(如图4.3-7所示),使波形显示值方便读取。

根据VOLTS/DIV的指示值M(单位V/DIV)和波形在垂直方向显示的高度H(A点到B点之间的垂直距离,单位DIV)计算峰峰值V PP=M·H和有效值V RMS=。如果使用的探头置于10∶1位置,应将该值乘以10。

在图4.3-7中,M=2V/DIV,峰峰值高度H=4.6DIV,则V PP=2V/DIV×4.6 DIV=9.2V,V RMS==3.25V。

图4.3-7 交流电压的测量

图4.3-8 直流电压的测量

2)直流电压的测量。如图4.3-8所示,当需测量被测信号的直流或含直流成分的电压时,应先将Y轴耦合方式开关置于GND位置,调节Y轴移位使扫描基线在一个合适的位置上,再将耦合方式开关转换到DC位置,调节电平使波形同步。

根据VOLTS/DIV的指示值M(单位V/DIV)和波形偏移原扫描基线的垂直距离h(单位DIV)计算直流电压V=M·h。

在图4.3-8中,M=0.5V/DIV,偏移垂直距离h=3.7DIV,则V=0.5V/DIV×3.7DIV=1.85V。

(2)时间测量。如图4.3-9所示,对某信号的周期或该信号任意两点间时间参数进行测量时,使波形获得稳定同步,根据该信号周期或需测量的两点间水平距离乘以SEC/DIV开关指示值获得。

图4.3-9 时间间隔测量

当需要观察该信号的某一细节(如快跳变信号的上升或下降时间)时,可将×5扩展按键按入,使显示的距离在水平方向得到5倍的扩展,调节X轴位移,使波形处于方便观察的位置,此时测得的时间值应除以5,测量两点间的水平距离,按下式计算出时间间隔t。

t=两点间水平距离(DIV)×扫描时间系数(s/DIV)÷水平扩展系数

在图4.3-9中,AB的水平距离为8.0 DIV,扫描时间系数设置为2ms/DIV,水平扩展为×1,则时间间隔t=8.0DIV×2ms/DIV=16ms。

在图4.3-10中,波形上升沿的10%处(A点)至90%处(B点)的水平距离为1.8 DIV,扫速时间为1μs/DIV,扫描扩展系数为×5,则上升时间t=1.8DIV×1μs/DIV÷5=0.36μs。

图4.3-10 上升时间测量

图4.3-11 两个相关信号时间差的测量

(3)频率测量。先测出信号的周期T,再根据公式f=1/T计算出频率值。若被测信号的频率较密,即使将SEC/DIV开关已调至最快挡M,屏幕中显示的波形仍然较密,为了提高测量精度,可根据X轴方向10DIV内显示的周期数N来计算频率f=

(4)两个相关信号的时间差或相位差的测量。如图4.3-11所示,根据两个相关信号频率,选择合适的扫描速度,并将垂直方式开关根据扫描速度的快慢分别置于交替或断续位置,将触发源选择开关置于被设定作为测量基准的通道,调节电平使波形稳定同步,则时间差可通过以下公式计算。

t=水平距离(DIV)×扫描时间系数(s/DIV)÷水平扩展系数

在图4.3-11中,扫描时间系数为50μs/DIV,水平扩展系数为×1,测得两测量点之间的水平距离为l.5DIV,则t=1.5DIV×50μs/DIV=75μs。

如图4.3-12所示,测量两个信号的相位差时,获得稳定显示后,调节两个通道的VOLTS/DIV开关和微调,使两个通道显示的幅度相等。调节微调,使被测信号的周期在屏幕中显示的水平距离为几个整数据,则每格的相位角等同于360°除以一个周期的水平距离,再根据另一个通道信号超前或滞后一个周期的水平距离乘以每格的相位角,得出两相关信号的相位差。

在图4.3-12中,被测信号的周期在屏幕中显示的水平距离为9DIV,则每格的相位角为40°,测得两个波形测量点的水平距离为1 DIV,则相位差=1DIV×40°/DIV=40°。

图4.3-12 两个相关信号相位差的测量

(5)两个不相关信号的测量。当需要同时测量两个不相关信号时,应将垂直方式开关置于交替位置,并将触发源选择开关CH1、CH2同时按入,调节电平使波形获得同步。在使用本方式时,应注意以下几点:因为该方式仅限于在垂直方式为交替时使用,因此被测信号的频率不宜太低,否则会出现两个通道交替闪烁现象;当其中一个通道无信号输入时,将不能获得稳定同步。

(6)电视信号的测量。本示波器设有TV-V、TV-H同步信号分离电路,当需观察电视信号时可选择TV-V、TV-H,根据被测电视信号的极性,选择合适的触发极性,调节电平可获得电视信号的稳定。

(7)X-Y方式的应用。在某些特殊场合,X轴的光迹偏转需由外来信号控制,或需要X轴也作为被测信号的输入通道。如外接扫描信号、李萨如图形的观察或作为其他设备的显示装置等,都需要用到该方式。

X-Y方式的操作:将SEC/DIV开关逆时针方向旋足至X-Y位置,由CH1端口输入X轴信号,其偏转灵敏度仍按该通道的VOLTS/DIV开关指示值读取。

(8)外部亮度控制。由仪器背面的Z轴输入插座可输入对波形亮度的调制信号,调制极性为负电平加亮,正电平消稳,当需要对被测波形的某段打入亮度标记时,可采用本功能获得。

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