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示波器八大常見問題處理方法

作者: 時(shí)間:2017-01-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  伴隨著計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體和通信技術(shù)的發(fā)展,一直是我們?cè)O(shè)計(jì)、調(diào)試產(chǎn)品好幫手的示波器在電子方面的應(yīng)用也就越來越廣泛,那對(duì)于示波器的使用中如果要想準(zhǔn)確快速地對(duì)系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行分析,那在測(cè)量時(shí)還有很多新的因素是必須要考慮的:例如儀器速度能否跟上被測(cè)信號(hào)的變化、帶寬是否足夠、測(cè)量方法會(huì)不會(huì)引入干擾,甚至還有所使用的探頭是否合適等等。這些都是示波器使用中常見的一些問題,那我們碰到這些問題的時(shí)候該如何處理呢?下面就來給大家說示波器常見問題的處理:
  問題1:在選擇示波器時(shí),一般考慮最多的是帶寬,那么在什么情況下要對(duì)采樣速率有所考慮呢?
  答:帶寬是取決于被測(cè)對(duì)象的。在帶寬滿足的前提下,希望最小采樣間隔(采樣率的倒數(shù))能夠捕捉到您需要的信號(hào)細(xì)節(jié)。業(yè)界有些關(guān)于采樣速率經(jīng)驗(yàn)公式,但基本上都是針對(duì)示波器帶寬得出的,實(shí)際應(yīng)用中,最好不用示波器測(cè)相同頻率的信號(hào)。若在選型時(shí),對(duì)正弦波選擇示波器帶寬應(yīng)是被測(cè)正弦信號(hào)頻率的3倍以上,采樣率是帶寬的4到5倍,也即實(shí)際上是信號(hào)的12到15倍;若是其它波形,要保證采樣率足以捕獲信號(hào)細(xì)節(jié)。若您正在使用示波器,可通過以下方法驗(yàn)證采樣率是否夠用:將波形停下來,放大波形,若發(fā)現(xiàn)波形有變化(如某些幅值)就說明采樣率不夠,否則無礙。另外也可用點(diǎn)顯示來分析采樣率是否夠用。
  問題2:為什么我的示波器有時(shí)候抓不到經(jīng)過放大后的電流信號(hào)呢?
  答:如果信號(hào)的確存在,但示波器有時(shí)能抓到有時(shí)抓不到,這就可能和示波器的設(shè)置有關(guān)系。通??蓪⑹静ㄆ饔|發(fā)模式設(shè)置成Normal,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值,然后將掃描方式設(shè)置成單次方式。如果這種方式還不行,那就可能是儀器出了問題。
  問題3:有些瞬時(shí)信號(hào)稍縱即失,如何捕捉并使其重現(xiàn)?
  答:將示波器設(shè)置成單次采集方式(觸發(fā)模式設(shè)置成Normal,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值,然后將掃描方式設(shè)置成單次方式),注意示波器的存儲(chǔ)深度將決定您能采集信號(hào)的時(shí)間以及能用到的最大采樣速率。
  問題4:如何測(cè)量電源紋波?
  答:可以先用示波器將整個(gè)波形捕獲,然后將關(guān)心的紋波部分放大來觀察和測(cè)量(自動(dòng)測(cè)量或光標(biāo)測(cè)量均可),同時(shí)還要利用示波器的FFT功能從頻域進(jìn)行分析。
  問題5:關(guān)于模擬和數(shù)字示波器比較的問題:1、模擬和數(shù)字示波器在觀察波形的細(xì)部時(shí),哪個(gè)更有優(yōu)勢(shì)(例如在過零點(diǎn)和峰值時(shí),觀察1%以下寄生波形)?2、數(shù)字示波器一般提供在線顯示均方根值,它的精度一般是多少?
  答:1)觀察1%以下寄生波形,無論是模擬示波器還是數(shù)字示波器,觀察精度都不是很好。模擬示波器的垂直精度未必比數(shù)字示波器更高,如某500MHz帶寬的模擬示波器垂直精度是±3%,這并不比數(shù)字示波器
  (通常精度為1~2%)更具優(yōu)勢(shì),而且對(duì)細(xì)節(jié),數(shù)字示波器的自動(dòng)測(cè)量功能比模擬示波器的人工測(cè)量更精確。
  2)對(duì)于示波器的幅值測(cè)量精度,很多人用A/D位數(shù)來衡量。實(shí)際上,隨著您所用的示波器帶寬、實(shí)際采樣率設(shè)置等,它會(huì)有所變化。若帶寬不夠,本身帶來的幅值測(cè)量誤差就很大,若帶寬夠了,采樣設(shè)置很高,實(shí)際的幅值測(cè)量精度也不如采樣率低時(shí)候的精度(您有時(shí)可參考示波器的用戶手冊(cè),它可能會(huì)給出不同采樣率下,示波器的A/D實(shí)際有效位數(shù))。總的來講,示波器測(cè)量幅值,包括均方根值的精度往往不如萬用表,同理,測(cè)量頻率它不如頻率計(jì)數(shù)器。
  問題6:每臺(tái)示波器都有一個(gè)頻率范圍,比如10M、60M、100M...我手頭用的示波器標(biāo)稱為60MHz,是不是可以理解為它最大可以測(cè)到60MHz?可我用它測(cè)4.1943MHz的方波時(shí)都測(cè)不到,這是什么原因?
  答:60MHz帶寬示波器,并不意味著可以很好地測(cè)量60MHz的信號(hào)。根據(jù)示波器帶寬的定義,若輸入峰峰值為1V的60MHz正弦波到60MHz帶寬示波器上,您在示波器上將看到0.707V的信號(hào)(30%幅值測(cè)量誤差)。如果測(cè)試方波,選擇示波器的參考標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是信號(hào)上升時(shí)間,示波器帶寬=0.35/信號(hào)上升時(shí)間×3,此時(shí)您的上升時(shí)間測(cè)量誤差為5.4%左右。測(cè)量誤差為5.4%左右。
  示波器的探頭帶寬也很重要,若使用的示波器探頭包括其前端附件構(gòu)成的系統(tǒng)帶寬很低,將會(huì)使示波器帶寬大大下降。如若使用20MHz帶寬的探頭,則能實(shí)現(xiàn)的最大帶寬是20MHz,如果在探頭前端使用連接導(dǎo)線,將會(huì)進(jìn)一步降低探頭性能,但對(duì)4MHz左右方波不應(yīng)有太大影響,因?yàn)樗俣炔皇呛芸臁?/div>
  另外還要看一下示波器使用手冊(cè),有的60MHz示波器在1:1設(shè)置下,其實(shí)際帶寬將銳減到6MHz以下,對(duì)于4MHz左右的方波,其三次諧波是12MHz,五次諧波是20MHz,若帶寬降到6MHz,對(duì)信號(hào)幅值衰減很大,即使能看到信號(hào)也絕對(duì)不是方波,而是幅值被衰減了的正弦波。當(dāng)然,測(cè)不出信號(hào)的原因可能有多種,如探頭接觸不好(該現(xiàn)象很容易排除),建議用BNC電纜連接一函數(shù)發(fā)生器,檢驗(yàn)該示波器本身有沒有問題,探頭有沒有問題,如有問題,可和廠家直接聯(lián)系。
  問題7:有些瞬時(shí)信號(hào)稍縱即失,如何捕捉并使其重現(xiàn)?
  答:將示波器設(shè)置成單次采集方式(觸發(fā)模式設(shè)置成Normal,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值,然后將掃描方式設(shè)置成單次方式),注意示波器的存儲(chǔ)深度將決定您能采集信號(hào)的時(shí)間以及能用到的最大采樣速率。
  問題8:如何理解“考核波形采樣率夠不夠時(shí),將波形停下來,放大波形,若發(fā)現(xiàn)波形有變化(如某些幅值)就說明采樣率就不夠,否則無礙。也可用點(diǎn)顯示來分析采樣率是否夠用。”?
  答:曾經(jīng)有幸給用戶做過實(shí)測(cè),曾親歷這種現(xiàn)象。當(dāng)時(shí)被測(cè)對(duì)象是一種看上去很隨機(jī)且高速變化的信號(hào),用戶將觸發(fā)電平設(shè)在-13V左右。波形采集下來后想放大測(cè)量細(xì)節(jié)時(shí),卻發(fā)現(xiàn)改變示波器時(shí)基(SEC/DIV)設(shè)置時(shí),信號(hào)幅值突然變小,我當(dāng)時(shí)將示波器改成點(diǎn)顯示,發(fā)現(xiàn)好像是點(diǎn)數(shù)(存儲(chǔ)深度)不夠,但我比較點(diǎn)顯示和矢量顯示后,發(fā)現(xiàn)若矢量顯示有一定可信性,那么就是當(dāng)前的兩個(gè)采樣間隔(采樣率的倒數(shù))中信號(hào)有突變,但未能被采集到(采樣間隔不夠細(xì),即采樣率不夠高)。我換了一臺(tái)同樣存儲(chǔ)深度但采樣率較高的示波器,發(fā)現(xiàn)問題消失了。
  存儲(chǔ)深度也會(huì)影響示波器能用到的實(shí)際最大采樣率。存儲(chǔ)深度太淺可能是個(gè)問題,因?yàn)榇鎯?chǔ)深度可能限制能實(shí)際用到的最大采樣速率,但實(shí)質(zhì)上是采樣率不夠,丟失了信號(hào)細(xì)節(jié)。存儲(chǔ)深度不夠深,可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際采樣率不高,這一點(diǎn)跟廠家提供的指標(biāo)關(guān)系不大。


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