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示波器知識(shí)問答

作者: 時(shí)間:2014-03-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  答:可以從以下幾方面入手:

 ?、?檢查是否很好的接地或采用隔離變壓器隔離;

  ② 附近是否有較強(qiáng)50Hz信號(hào)感應(yīng);

  ③ 在較強(qiáng)干擾環(huán)境下,應(yīng)注意并口的驅(qū)動(dòng)能力及工作頻率與測(cè)試操作選擇是否合適。若只看到50Hz干擾正弦波,且波形較規(guī)則,則應(yīng)考慮并口可能未工作;

  ④ 檢查一下探頭尖是否損壞了;

 ?、?建議把用不著的外設(shè)都撥掉,也有可能從顯示器上來的;

 ?、?如果用了很久,就要考慮底線是否正常,就是那個(gè)小夾子。 把探頭取下,用萬用表量一量。

  42. 要解決抗電源干擾問題,想測(cè)量總電源的干擾信號(hào)串入到弱信號(hào)放大器電源的情形。結(jié)果,即使探頭和地連在一起,都有干擾信號(hào),不管測(cè)哪里都一樣。干擾信號(hào)是音頻。這是為什么?

  答:要注意的問題有:

 ?、?示波器的接地問題,示波器的機(jī)殼和探頭的參考地線都是連接地線的,因此良好的接地是測(cè)量干擾的首要條件;

 ?、?示波器參考地線引入的干擾問題,由于普通探頭通常都有一段接地線,會(huì)與待測(cè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)類似環(huán)形天線的干擾路徑,引入比較大的干擾,因此要盡量減少這一干擾,可以采用的方法是將探頭帽拿掉,不使用探頭上引出的地線,而直接使用探頭尖端和探頭內(nèi)的地點(diǎn)接觸待測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量;

 ?、?使用差分測(cè)量的方法,消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭,比如專門針對(duì)小信號(hào)的ADA400A可以測(cè)量到幾百微伏,用于高速信號(hào)測(cè)量的P7350提供高達(dá)5GHz的帶寬;

 ?、?在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集(Hi-Res)的信號(hào)捕獲模式,可以過濾信號(hào)上疊加的隨機(jī)噪聲。

  43. 在EMC試驗(yàn)中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)指示表短暫的指示消失現(xiàn)象,使用示波器進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)過程中示波器有屏幕整個(gè)晃動(dòng)的現(xiàn)象。試驗(yàn)的項(xiàng)目是EFT(瞬變脈沖串抗擾度試驗(yàn)),如何解釋和怎樣在試驗(yàn)中消除這種現(xiàn)象?

  答:EFT有時(shí)會(huì)對(duì)示波器造成干擾,造成誤觸發(fā),可嘗試使用示波器的高頻抑制觸發(fā)模式,限制示波器帶寬等辦法。

  44. 為什么示波器有時(shí)候抓不到經(jīng)過放大后的電流信號(hào)?

  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,這可能和示波器的設(shè)置有關(guān)系。通常若您可將示波器觸發(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,如果這種方式還不行,通常儀器可能出了問題。

  45. 新型數(shù)字示波器怎樣用于單片機(jī)開發(fā)呢?

  答:?jiǎn)纹瑱C(jī)電路開發(fā)過程中,一般來講所用的元件和芯片本身都沒有問題,有問題的往往是他們之間相互通信和預(yù)想的不同,單片機(jī)中,常見的總線是SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A和54621D示波器本身支持串行信號(hào)的觸發(fā)功能,可直接調(diào)試串行總線上的通信情況,另外,若您使用DSP結(jié)合MCU開發(fā)電路板,可能牽涉到軟硬件聯(lián)調(diào),這時(shí)您可以用54621D的數(shù)字邏輯通道連接到控制線或數(shù)據(jù)、地址線上,借以判斷在特定的操作條件或子程序運(yùn)行下,電路是否能正常工作。而且其每通道2M點(diǎn)的存儲(chǔ)深度非常有助于分析問題的原因,觀察長(zhǎng)時(shí)間的串行信號(hào),觀察握手時(shí)序等。而且其放大功能,可將信號(hào)放大數(shù)萬倍以觀察細(xì)節(jié)。

46. 新型數(shù)字示波器54621A和54621D在檢測(cè)時(shí)是否對(duì)(Inter-IC)總線的不同信號(hào)和不同速率有影響呢?

  答:I2C Bus信號(hào)一般工作速率不超過 400Kbit/s,最近也出現(xiàn)了幾Mbit/s的芯片,54621A和54621D在設(shè)置觸發(fā)條件時(shí),無需顧及不同速率的影響,但對(duì)其它總線,如CAN總線,您先要在示波器上設(shè)置CAN總線當(dāng)前的實(shí)際工作速率以便示波器能正確解協(xié)議,并正確觸發(fā)。

  47. 除示波器54621A和54621D外,還有什么其他儀器可以檢測(cè)和分析Inter-IC總線信號(hào)?

  答:想對(duì)Inter-IC總線信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的分析,如協(xié)議級(jí)的分析,可使用安捷倫的邏輯分析儀,但相對(duì)來說,價(jià)格比54621A/D要高。

  48. 數(shù)字示波器的各種觸發(fā)的應(yīng)用,比如說邊沿觸發(fā),毛刺觸發(fā)和脈寬觸發(fā)等,它們各自適合測(cè)試那種信號(hào)?

  答:① edge trigger , 邊沿觸發(fā),可設(shè)觸發(fā)電平,上升沿或下降沿。邊沿觸發(fā)也稱為基本觸發(fā)。

  ② advanced trigger,即高級(jí)觸發(fā),里面含概各種不同的觸發(fā)功能,可以根據(jù)被測(cè)信號(hào)的特征,設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件,定位感興趣的波形。

  高級(jí)觸發(fā)是電路調(diào)試的關(guān)鍵。在電路調(diào)試過程中,如果事先不了解被測(cè)信號(hào)可能的問題,可以先使用泰克數(shù)字熒光示波器,利用400,000/秒波形捕獲速度,迅速發(fā)現(xiàn)電路中的各種問題,再配合不同的高級(jí)觸發(fā)功能來進(jìn)行故障的細(xì)節(jié)定位,這樣可以縮短您的調(diào)試周期。

  49. 關(guān)于毛刺測(cè)量,以前請(qǐng)教過相關(guān)的技術(shù)人員,得到的答復(fù)是,示波器所能捕捉的最小毛刺就是示波器的采樣速率。是否所有的示波器都遵循這一規(guī)律?此時(shí)示波器的前置濾波器不會(huì)對(duì)它有影響嗎?

  答:不能斷言所有的示波器都是這樣。比如,有些示波器達(dá)到1GS/s,帶寬只有60MHz,顯然,1ns的毛刺不可能捕捉到。其實(shí)捕捉毛刺的能力除了帶寬,采樣率,還取決于波形捕獲率,即每秒能夠捕捉的波形數(shù)量,詳情請(qǐng)參見泰克關(guān)于DPO的應(yīng)用文章。

  50. 在使用示波器時(shí)如何消除毛刺?

  答:如果毛刺是信號(hào)本身固有的,而且想用邊沿觸發(fā)同步該信號(hào)(如正弦信號(hào)),可以用高頻抑制觸發(fā)方式,通??赏皆撔盘?hào)。如果信號(hào)本身有毛刺,但想讓示波器慮除該毛刺,不顯示毛刺,通常很難做到??梢栽囍褂孟拗茙挼姆椒?,但不小心可能也會(huì)把信號(hào)本身慮掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器,一般來說,使用狀態(tài)采集的方法,有些在定時(shí)方式下采集到的毛刺,就看不到了。

  51. 在實(shí)際工作中,當(dāng)碰到突發(fā)的毛刺信號(hào),如何捕捉和測(cè)試?

  答:比如我們?cè)谶M(jìn)行時(shí)鐘測(cè)試時(shí),經(jīng)常會(huì)碰到偶發(fā)毛刺信號(hào),該信號(hào)將會(huì)對(duì)我們的電路產(chǎn)生誤動(dòng)作,因此捕獲該信號(hào)成為測(cè)試的關(guān)鍵,由于事先我們無法判斷該毛刺為正還是為負(fù),因此我們須先利用TDS5000示波器的數(shù)字熒光功能即快速波形捕獲模式結(jié)合無限余輝查看毛刺特征,然后利用示波器的高級(jí)觸發(fā)功能——脈寬觸發(fā)依照信號(hào)特征,如:小于正常時(shí)鐘脈沖寬度觸發(fā)。

  52. 毛刺/脈寬觸發(fā)的應(yīng)用場(chǎng)合有哪些?

  答:毛刺/脈寬觸發(fā)一般有兩種典型應(yīng)用場(chǎng)合,一是同步電路行為,如利用它來同步串行信號(hào),或?qū)τ诟蓴_非常嚴(yán)重的應(yīng)用,無法用邊沿觸發(fā)正確同步信號(hào),脈寬觸發(fā)就是一個(gè)選擇;另一是用來發(fā)現(xiàn)信號(hào)中的異常現(xiàn)象,如因干擾或競(jìng)爭(zhēng)引起的窄毛刺,由于該異常是偶發(fā)顯現(xiàn),必須用毛刺觸發(fā)來捕獲(另一種方法是峰值檢測(cè)方式,但峰值檢測(cè)的方法有可能受其最大采樣率的限制,同時(shí),一般是能看,不能測(cè))。若被測(cè)對(duì)象的脈沖寬度是50ns,而且該信號(hào)沒有任何問題,也就是說,沒有因干擾,競(jìng)爭(zhēng)等問題引起的信號(hào)畸變或更窄的,用邊沿觸發(fā)就可同步該信號(hào),無需使用毛刺觸發(fā)。有不少用戶將脈寬觸發(fā)設(shè)置為10ns ~ 30ns,幸運(yùn)的是,5462x和5464x是業(yè)界難得的能完成該操作的儀器。若想驗(yàn)證該10MHz方波中有無異常脈沖,包括比50ns窄很多的脈沖,就會(huì)用到脈寬或毛刺觸發(fā), 也就有可能會(huì)用到5ns的設(shè)置。

  53. 安捷倫的數(shù)字示波器有沒有DPO功能?

  答:DPO是一個(gè)專用名詞,只有一個(gè)示波器公司使用該名詞,安捷倫對(duì)應(yīng)的功能叫MegaVision,和DPO相同之處是:①可以直接信號(hào)中的異?,F(xiàn)象。②波形捕獲率遠(yuǎn)高于普通數(shù)字存儲(chǔ)示波器。不同之處:①發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)后,MegaVision可對(duì)該異常直接放大并觀察信號(hào)細(xì)節(jié)。②MegaVision示波器的實(shí)時(shí)采樣率突破1.25GSa/s極限,可達(dá)2GSa/s(如5464xA/D示波器)甚至更高。③MegaVision示波器是為需要深存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)合優(yōu)化的,當(dāng)示波器存儲(chǔ)深度>10K,甚至100K, 2M時(shí),其波形刷新率是業(yè)界及其領(lǐng)先的。

  54. 如果依據(jù)信號(hào)上升時(shí)間確定了帶寬后,按照該帶寬確定采樣率的原則僅僅是為了實(shí)現(xiàn)無采樣混疊誤差嗎?

  答:確定帶寬后再確定采樣率,業(yè)界的一些公式,的確確定采樣率的原則是為了實(shí)現(xiàn)無采樣混疊誤差,但它是泛泛的評(píng)估說法,具體還要看您被測(cè)對(duì)象的特征,因?yàn)樽罡叩闹笜?biāo)往往是在特定條件下給出的,未必滿足您的測(cè)試應(yīng)用。

  55. 示波器如何顯示兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的波形?

  答:示波器的顯示方式有多種:點(diǎn)顯示、正弦內(nèi)插顯示、直線連接顯示;示波器的缺省顯示方式通常為矢量連接顯示方式,有的示波器僅支持直線連接方式;無論是直線連接還是正弦內(nèi)插,在兩個(gè)實(shí)際采樣點(diǎn)之間提供的信息都不是實(shí)際采集的,由于直線連接方式可能會(huì)導(dǎo)致顯示出現(xiàn)突變,如在一正弦波的波峰采集一個(gè)點(diǎn),兩邊的波谷各采集一點(diǎn),會(huì)顯示出三角波,而用正弦內(nèi)插顯示出來仍是正弦波,所以,有些應(yīng)用文章中的說法是:采用直線連接,對(duì)采樣率的要求更高,如10倍的關(guān)系(以真實(shí)再現(xiàn)波形);采用正弦內(nèi)插,對(duì)采樣率要求稍低以下,也有文章說,2.5倍就可以,工程上一般說4倍以上,也有5倍,6倍的說法。

  56. PCB板上的高速信號(hào)特征:156.25MHZ差分時(shí)鐘信號(hào),Rise/Fall Time(20%~80%)100ps,jitter tolerance(p-p30ps,RMS2ps),skew(+ vs.-)20ps,請(qǐng)問需要多高帶寬的示波器才能精確測(cè)量?測(cè)量誤差可達(dá)多少?

  答:對(duì)于156.25MHz 差分時(shí)鐘信號(hào),Rise/Fall Time(20%~80%)100ps ,若您想精確測(cè)試該上升時(shí)間,如3%的測(cè)試精度,0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng),若10%精度可接受,0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)。注意若您使用差分探頭,您要確保,從被測(cè)點(diǎn)算起,整個(gè)示波器的帶寬是5.6GHz, 幸運(yùn)的是目前安捷倫推出了7GHz帶寬的差分探頭。同時(shí),54855A本身的上升時(shí)間指標(biāo)實(shí)測(cè)是65ps , 說明書上給出72ps的指標(biāo)。jitter tolerance(p-p30ps,RMS2ps) , 要精確測(cè)量抖動(dòng)指標(biāo),要求示波器本身的抖動(dòng)指標(biāo)要更高,54855A本身的觸發(fā)抖動(dòng)指標(biāo)是1ps RMS ,比業(yè)界同類產(chǎn)品好7倍,另一相關(guān)指標(biāo)是Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ],好過同類產(chǎn)品2倍以上,這和它真正使用20GSa/s的A/D有關(guān),它消除了使用多個(gè)(10GSa/s A/D 或 5GSa/s A/D) 拼湊成一個(gè)20GSa/s所帶來的誤差。

  57. 在選擇示波器時(shí),一般考慮的多的是帶寬。那么,在什么情況下要考慮采樣速率?

  答:取決于被測(cè)對(duì)象,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)。若您在選型,對(duì)正弦波,選擇示波器帶寬是被測(cè)正弦信號(hào)頻率的3倍,以上,采樣率是帶寬的4到5倍,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,可透過以下方法驗(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),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。

  58. 100MHz的模擬示波器可以較清楚看到,而100MHz的數(shù)字示波器卻看不到(僅能看到波形加粗)?

  答:此現(xiàn)象和示波器顯示有關(guān),模擬示波器上看到的跡線一般較細(xì),它通過垂直偏轉(zhuǎn)器直接將電壓打到屏幕上,而且掃描速率和波形刷新率都很快。數(shù)字示波器是通過A/D將波形電壓量化,存到內(nèi)存中,處理之后再顯示,數(shù)字示波器屏幕的顯示分辨率是有限的,通常為640點(diǎn)或1000點(diǎn),若您將示波器的存儲(chǔ)深度(記錄長(zhǎng)度)設(shè)置成10K或2M, 這意味著,要讓內(nèi)存中10K或2M點(diǎn)的信息量通過640個(gè)點(diǎn)或1000個(gè)點(diǎn)來反映,無論算法有多好,都會(huì)帶來一定的顯示誤差,波形加粗的程度和存儲(chǔ)深度是相關(guān)的,這些問題是數(shù)字示波器特有的問題,另外數(shù)字示波器缺省顯示方式為矢量顯示方式,即會(huì)在兩個(gè)采樣點(diǎn)之間以線性算法,或正弦內(nèi)插算法插入一些點(diǎn),模擬示波器沒有這些問題。

  您可試著將示波器記錄長(zhǎng)度改為500點(diǎn),并將矢量顯示改為點(diǎn)顯示,觀察數(shù)字示波器每次采樣實(shí)際得到的數(shù)據(jù),調(diào)整時(shí)基,可以清楚得看到這些點(diǎn),即使使用矢量顯示,線會(huì)變細(xì)些。僅從儀器角度出發(fā),另外測(cè)量小信號(hào),使用1:1得探頭得結(jié)果,可能會(huì)比10:1探頭更好些 。另外,模擬示波器沒有采樣率得概念,只有掃描速率概念,使用數(shù)字示波器,采樣率很多時(shí)候需考慮。

  59. 模擬和數(shù)字示波器在觀察波形的細(xì)部時(shí),那個(gè)更有優(yōu)勢(shì)(例如:在過零點(diǎn)和峰值時(shí),觀察1%以下的)?

  答:觀察1%以下的,無論是模擬示波器還是數(shù)字示波器,觀察其精度都不是很好,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%, 并不比數(shù)字示波器(通常為1~2%精度)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。

  60. 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: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)際的采樣率設(shè)置等,會(huì)有變化,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)量精度就不如采樣率低的時(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,同樣,測(cè)量頻率,它不如頻率計(jì)數(shù)器。

61. 如何捕捉并重現(xiàn)稍縱即失的瞬時(shí)信號(hào)?

  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),如果使用的是安捷倫5462xA/D,5464xA/D,5483xB/D,5485xA,這些儀器都支持MegaZoom功能,就是說,可在觀察信號(hào)全局的同時(shí),對(duì)局部細(xì)節(jié)進(jìn)行放大觀察,或者通過移動(dòng)屏幕的方式,或者通過雙時(shí)基顯示功能來完成。注意示波器的存儲(chǔ)深度將決定所能采集信號(hào)的時(shí)間,和能用到的最大采樣速率。

  62. 安捷倫的哪種示波器能夠測(cè)試頻率為500M的載波信號(hào)?

  答:如果僅測(cè)載波信號(hào)本身,通常載波信號(hào)為正弦波,推薦使用1.5GHz示波器(安捷倫54845B),使用BNC電纜連接被測(cè)對(duì)象,可得到~94.6%的上升時(shí)間測(cè)量精度。若必須使用探頭,推薦使用1157A 有源探頭(2.5GHz帶寬)。如果使用500MHz帶寬的示波器,即使使用BNC電纜,最好情況下得到的幅度測(cè)量誤差是29.3%,上升時(shí)間測(cè)量精度是58.6%。

  63. 示波器標(biāo)稱為60MHZ,是否可以理解為它最大可以測(cè)到60MHZ?

  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,如果輸入峰峰值為1V的60MHz的正弦波到60MHz帶寬的示波器上,從示波器上將看到0.707V的信號(hào)(30%幅值測(cè)量誤差)。

  64. 用標(biāo)稱為60MHZ的示波器測(cè)4.1943MHZ的方波時(shí)測(cè)不到,為什么?

  答:如果要測(cè)試的是方波,選擇示波器的參考標(biāo)準(zhǔn)是信號(hào)的上升時(shí)間,若示波器帶寬=0.35/信號(hào)上升時(shí)間* 3,則上升時(shí)間測(cè)量誤差為5.4%左右。

  示波器的探頭帶寬也很重要,如果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。如若您使用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,會(huì)進(jìn)一步降低探頭性能(但對(duì)~4MHz方波,不應(yīng)有太大影響,因?yàn)樗俣炔皇呛芸? 。

  另外,查看一下示波器使用手冊(cè),有的廠家新推出的示波器,在1:1設(shè)置下,其實(shí)際帶寬將銳減到=6MHz,對(duì)于~4MHz的方波,其三次諧波是12MHz,其五次諧波是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,但該現(xiàn)象很容易被排除。建議可以用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。

  65. 怎樣測(cè)量時(shí)鐘的穩(wěn)定度?

  答:假設(shè)使用的是5483xB/D、548xxA 、5484xB或5485xA ,可以用其標(biāo)準(zhǔn)配置的直方圖方式測(cè)量,其時(shí)鐘邊沿或幅值的抖動(dòng)情況,具體可參見安捷倫的應(yīng)用文章:“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可測(cè)量其最壞情況下的抖動(dòng)情況。對(duì)于5485xA,若您希望更加強(qiáng)大的抖動(dòng)分析功能,其配有專門的抖動(dòng)分析軟件,提供功能十分強(qiáng)大的抖動(dòng)分析,具體可參見5485x示波器的Datasheet,更詳細(xì)的信息,可致電安捷倫。

  66. 使用安捷倫示波器精確測(cè)量PLL中周期抖動(dòng)有什么方法和技巧?

  答:如果用的是5483xB/D、548xxA 、5484xB和5485xA , 可以用其標(biāo)準(zhǔn)配置的直方圖方式測(cè)量,其時(shí)鐘邊沿或幅值的抖動(dòng)情況,具體可參見安捷倫的應(yīng)用文章“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可測(cè)量其最壞情況下的抖動(dòng)情況。對(duì)于5485xA,如果希望更加強(qiáng)大的抖動(dòng)分析功能,其配有專門的抖動(dòng)分析軟件,提供功能十分強(qiáng)大的抖動(dòng)分析,提醒在使用示波器時(shí),要注意其本身的抖動(dòng)相關(guān)指標(biāo)是否滿足測(cè)試需求,如示波器本身的觸發(fā)抖動(dòng)指標(biāo)等,同時(shí)要注意使用不同的探頭和探頭連接附件時(shí),若不能保證示波器的系統(tǒng)帶寬,測(cè)量結(jié)果會(huì)不準(zhǔn)確。

  67. 如何使用安捷倫示波器測(cè)量PLL的Settle time?

  答:可使用安捷倫548xx系列示波器+USB-GPIB 82357A 適配器+軟件選件 來完成。也可使用安捷倫的較低價(jià)位的調(diào)制域分析儀來完成。

  68. 設(shè)計(jì)一個(gè)PLL,,如何測(cè)量PFD(頻率鑒相器)的死區(qū)?

  答:可以將示波器的一個(gè)通道連接到參考信號(hào),另一通道連到反饋信號(hào),設(shè)置示波器的觸發(fā)條件為建立保持時(shí)間觸發(fā),這時(shí),在調(diào)整示波器建立保持時(shí)間設(shè)置的同時(shí),調(diào)整參考信號(hào),直到失鎖,這時(shí)的建立保持時(shí)間設(shè)置就對(duì)應(yīng)您的PFD死區(qū)。理論上,認(rèn)為失鎖會(huì)在兩個(gè)時(shí)刻發(fā)生,一是在初始工作時(shí)間,兩個(gè)信號(hào)相差(頻差)超過PLL的捕捉帶寬;另一始在跟蹤過程種,反饋信號(hào)變化過大,使兩個(gè)信號(hào)相差超過PLL的跟蹤帶寬會(huì)失鎖。安捷倫所有548xx 系列示波器都可完成該測(cè)量(在帶寬滿足的前提下)。

  69. 使用安捷倫設(shè)備如何測(cè)試光信號(hào)?

  答:安捷倫有全套測(cè)試方案測(cè)量光信號(hào),從光源、光譜儀、光萬用表、光示波器、光波長(zhǎng)計(jì)等,如果想用實(shí)時(shí)示波器測(cè)量光信號(hào),可使用光電轉(zhuǎn)換器結(jié)合示波器完成測(cè)量。

  70. 如何使用示波器測(cè)量?

  答:可以先用示波器將波形整個(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),同時(shí)還利用示波器的FFT功能從頻域分析。

  通常若不太清楚被測(cè)對(duì)象細(xì)節(jié)(幅值,頻率等)的情況下,可使用”AutoScale”按鈕,觀察到信號(hào)的大概,再調(diào)整水平控制旋鈕和垂直控制旋鈕,以得到最佳的顯示(如,幅值盡量滿屏顯示),再用Zoom功能將波形作滿平放大顯示,測(cè)時(shí),可將紋波部分用Zoom功能放大來分析;另外,可能會(huì)考慮從頻域角度分析電源,觀察其諧波和雜波情況,為此,可讓示波器顯示盡量多個(gè)周期信號(hào),將示波器的存儲(chǔ)深度僅可能用到最大,采樣率設(shè)置成適當(dāng)?shù)臄?shù)值,以保證波形不失真,這樣得到的頻率分辨率為采樣率除以當(dāng)前存儲(chǔ)深度設(shè)置,觀察各次諧波及其與基波的幅度差。另外,若使用MatLab軟件,可利用MatLab軟件的強(qiáng)大功能對(duì)捕獲的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行更加深入的分析。546xx、548xx都標(biāo)準(zhǔn)配置有和計(jì)算機(jī)相連的軟件,直接將數(shù)據(jù)取到計(jì)算機(jī)中,以進(jìn)一步分析,當(dāng)然,也可將Matlab軟件直接裝到548xx中。

  若已經(jīng)知道電路的參數(shù),可直接調(diào)整示波器設(shè)置,讓其工作在合適的采樣率和垂直刻度下。

  71. 開關(guān)電源輸出電壓的紋波是一個(gè)重要的指標(biāo),如何正確使用示波器來測(cè)量這個(gè)指標(biāo)?

  答:紋波的定義是附著于直流電平之上的包含周期性與隨機(jī)性成分的雜波信號(hào),英文稱為 PARD (Periodic And Random Deviation)。它的定義是雜波的峰峰值。測(cè)量紋波要注意的事項(xiàng): 示波器探頭地線會(huì)帶來很大紋波,應(yīng)該拔掉地線直接使用探頭內(nèi)地線進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)然,最好的測(cè)量方法是使用50歐姆終端電阻,用BNC電纜直接聯(lián)結(jié)到示波器,這里應(yīng)該注意該50歐姆電阻要考慮功耗,可能要大功率電阻。 相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求,比如是否要分出周期性工頻紋波和開關(guān)紋波,高頻噪聲等。再比如,測(cè)量頻率是否要限制在20MHz以下。

  72. 測(cè)紋波時(shí)有很大一部分是50赫茲的周期性尖脈沖,負(fù)載電流越大,脈沖幅度越大,有哪些具體的解決辦法?

  答:在泰克功率測(cè)量系統(tǒng)中,當(dāng)進(jìn)行紋波測(cè)量時(shí),我們可以選擇工頻紋波測(cè)試或開關(guān)紋波測(cè)試,這樣就可自動(dòng)濾掉不相關(guān)頻率的紋波,比如:選擇測(cè)試200KHz的紋波,那么示波器將會(huì)自動(dòng)對(duì)其他頻率成分進(jìn)行濾波。

  73. 測(cè)量紋波時(shí)怎樣去除在紋波上的噪聲,比如工頻噪聲?

  答:紋波上的噪聲可通過TDS5000示波器在捕獲模式中的高分辯率捕獲模式就可以去除這些隨機(jī)的噪聲。紋波分兩種一種是工頻的,100HZ,一種是開關(guān)紋波。TEK推出的TDSPWR2就能把這兩種紋波分離后分別測(cè)量得出結(jié)果。

  74. 精確測(cè)試開關(guān)電源的紋波與噪音時(shí),是否要在專門的實(shí)驗(yàn)室里才可以?

  答:當(dāng)然如果有專門的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行紋波測(cè)量是最理想的。在不具備這個(gè)條件的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意的問題有:

 ?、?示波器應(yīng)該有良好的接地;

  ② 如果測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)有帶寬限制的要求,應(yīng)該打開TDS430A中的20MHz帶寬限制;

  ③ 使用示波器的交流耦合;

  ④ 使用BNC電纜,并用TDS430A的50歐姆輸入阻抗檔進(jìn)行測(cè)量(這時(shí)可能需要50歐姆的大功率負(fù)載,BNC適配器或者制作測(cè)試夾具)

  為提高測(cè)量精度,不應(yīng)該使用示波器的探頭,示波器探頭的地線會(huì)引入比較大的噪聲。

75. 如何使用示波器測(cè)量一些低紋波電源的輸出紋波值?比如測(cè)量1.8V的輸出紋波,一般都標(biāo)稱輸出紋波小于20mV,如何用示波器來驗(yàn)證?而普通示波器即使直接探頭接探頭地夾的噪聲就有二三十毫伏了。

  答:這個(gè)的問題很有代表性。要用到高共模抑制比的電壓差分探頭,它能工作在高噪聲環(huán)境中。

  76. 怎樣用數(shù)字示波器查看和讀出所顯示的波形的周期?

  答:所有的數(shù)字示波器都支持波形周期測(cè)量,從提高測(cè)試精度的角度出發(fā),如果使用的是5462x/5464x (54645除外),可在其測(cè)量參數(shù)中選擇Counter,其內(nèi)嵌硬件頻率計(jì)數(shù)器會(huì)被啟動(dòng)進(jìn)行精確的頻率測(cè)量(5 digit),若使用的是其他型號(hào)示波器,盡量讓示波器屏幕顯示一個(gè)周期的信號(hào),幅值盡量滿刻度,這時(shí)測(cè)量精度一般較好,可以用示波器的自動(dòng)測(cè)量功能,也可用光標(biāo)手動(dòng)測(cè)量。

  77. 在開發(fā)當(dāng)中碰到一個(gè)問題,在樣板機(jī)上加改功能,檢測(cè)樣板的聲頻,數(shù)據(jù)輸出,觸發(fā)信號(hào)等等,檢測(cè)的結(jié)果跟設(shè)計(jì)的結(jié)果差不多一樣,為什么樣板聲音清晰,顯示準(zhǔn)確,而成品的聲音有時(shí)候是可以接受,但是有時(shí)候不行?

  答:實(shí)際被測(cè)對(duì)象的聲音有時(shí)可以接受,有時(shí)不行,但示波器上的波形顯示看不出什么問題,或示波器顯示數(shù)據(jù)和被測(cè)對(duì)象上的數(shù)據(jù)相差很遠(yuǎn)。往往是示波器和您的被測(cè)對(duì)象沒有同步造成的。可嘗試下面的方法:

  聲音信號(hào)通常為低速信號(hào),可讓示波器工作在滾動(dòng)方式下,觀察信號(hào)出現(xiàn)問題時(shí),手動(dòng)停止波形采集,并進(jìn)行分析。

  在時(shí)域中觀察聲音信號(hào)往往不太全面,安捷倫的動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀在很多時(shí)候是更好的選擇,但若沒有該儀器,可結(jié)合示波器的FFT功能從頻域觀察。

  嘗試用示波器的觸發(fā)功能,若手邊有混合信號(hào)示波器(54xxxD),可結(jié)合其邏輯通道定義觸發(fā)條件(如類似邏輯分析儀的狀態(tài)觸發(fā),順序觸發(fā))。

  78. 如何tds3012示波器進(jìn)行時(shí)鐘抖動(dòng)測(cè)試?

  答:在泰克的開放平臺(tái)示波器中(比如TDS7000,TDS5000)有專門的抖動(dòng)測(cè)量軟件,可以進(jìn)行全面的抖動(dòng)測(cè)量(比如Rj,Dj等)。在TDS3012中只能通過無限余輝對(duì)信號(hào)進(jìn)行比較長(zhǎng)時(shí)間的累計(jì)測(cè)量。另外,一般頻率比較高的時(shí)鐘才需要測(cè)量抖動(dòng)。 一般示波器測(cè)量信號(hào)的原則是:示波器的帶寬應(yīng)該是信號(hào)最高頻率的5倍,如果上升時(shí)間比較快的方波可能需要示波器帶寬是信號(hào)頻率的10倍甚至更高。所以建議采用更高帶寬,開發(fā)平臺(tái)的示波器。

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