imtoKen钱包下载过程|示波器实验误差分析

作者： imtoKen钱包下载过程

2024-03-17 05:30:23

示波器的原理和使用实验报告误差分析 - 知乎

示波器的原理和使用实验报告误差分析 - 知乎切换模式写文章登录/注册示波器的原理和使用实验报告误差分析隽业TPU气囊厂家隽业塑胶制品（广东）有限公司员工{示波器使用的原理}和使用}连接有网友分享的不了，但是使用的报告实验、误差、案例分析等综合数据分析还少，在我们科学测量领域中，工程师、电工师傅，家电、电气维修的，电子科技领域的大佬们，都是离不开示波器，示波器具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理功能，也是电子测量科学数据必备工具，所以今天就分享示波器实验报告、误差等案例。示波器与声速测量实验报告案例声速测量的实验需要大量的数据分析（1）示波器使用无需进行数据分析，具体的思考问题见后面的具体实验报告（2）声速测量的逐差法计算三种不同方法的声速，列表采用四行七列，如下图：示波器的原理和使用实验报告误差分析三种不同的方法都采用上述方式计算，其中，声速的公式略有不同：振幅法：v=1/3(△x)·f行波比较法和李萨如图形法：v=1/6(△x)·f（3）推导和计算不确定度时采用上图的方法，其中△仪忽略不计；由此推导出不确定度的公式带入数据计算。此时注意不确定度的有效数字和保留的位数应符合要求，还要用标准的大括号形式写出（4）求r时，利用讲义中提供的公式，变形出r=XXX的公式，其中R=8.314J/(mol·k）为摩尔气体常数，M=0.029kg/mol为空气分子的摩尔质量，T为绝对温度，应将测的的摄氏度转化开氏度，1°C=274.15开氏度(K)，带入计算结果应与理论值1.402相似具体实验报表示波器的原理和使用实验报告误差分析示波器的原理和使用实验报告误差分析示波器的原理和使用实验报告误差分析示波器实验报告误差分析1. 两台信号发生器不协调。2.桌面造成的震动影响3.示波器显示的荧光线较粗，取电压值的荧光线间宽度不准，使电压值不准。4.取正弦周期不准。机器系统存在系统误差，5.fy选取时上下跳动，可能取值不准。以上示波器实验报告案例测量的是风速度，在实验的过程中需要大量的数据分析与误差分析，存在不确定，不准确的风险值，所以这里个案例仅提供大家参考，有需要问答的请咨询：零式未来科技。发布于 2022-07-06 11:23误差示波器实验报告赞同 461 条评论分享喜欢收藏申请

示波器的使用误差分析-电子工程世界

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测试测量>信号源与示波器> 示波器的使用误差分析

示波器的使用误差分析

发布者：tau29最新更新时间：2019-12-24

来源: elecfans关键字：示波器使用误差精准度

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　　示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。　　示波器的使用误差分析　　示波器显示的曲线数据，一般包括频率、幅值、相位关系，分析时可以分别展开讨论。讨论又可以从以下几方面来考虑：首先是实验方法上，是不是存在缺陷，使得结果必然存在一个误差，比如设计电路不够合理，使输出幅值不够，或者相位超前或滞后；另外从实验过程看，由于读取数据、记录数据等，可能造成的人为的或偶然误差；还有就是示波器的本身可能存在一些跟踪信号能力不够精确，导致存在系统误差等。　　系统误差可以通过改进实验设备、完善实验方法来减小，但是几乎不可能消除；偶然误差可以通过多次重复实验求均值的方法来减小，但是也不可能完全消除。事实上，只要是在误差允许的范围内，数据就是有效的，实验就是可靠的。　　系统误差　　首先示波器本身就有比较大的数据误差，因为示波器是用来看波形的，只可以用于定性测试，数据定量测试误差比较大。　　信号完整性与示波器及其输入有关。大多数DSO的增益不准确度是1%至5%，这是对直流来说的。对于高频的绝对增益很少有所规定，但是示波器的整个高斯型滚降特性保证瞬态响应是良好的。DSO显示的相对增益准确度受前置放大器、衰减器和模傲转换器（ADC）的影响，除非采用模拟示波器的静电偏转或阴极射线示波管，准确度不受显示系统的影响。模拟示波器由于偏转放大器和阴极射线示波管有误差引入，总的增益误差达到2%至3%。　　主要有以下几种：　　1、机器系统存在系统误差；　　2、采样率，采样率不够，无法正确还原波形；　　3、示波器图像有厚度，使结果有误差；　　4、示波器带宽，带宽不够，高频信号进不来，自然会产生很大误差；　　5、示波器记录长度，记录长度不够无法显示完整信号；　　6、探头精度；　　7、示波器垂直精度，也就是垂直位数不够，幅值测量精度也就会有误差；　　8、示波器通道阻抗，如果阻抗不匹配，幅值测量会有很大误差；　　9、两台信号发生器不协调。　　人为（偶然）误差　　测试波形时，最常见造成示波器测试波形不对是因为仪器没有接地造成的。除此之外还有以下几种因素：　　1、观察时未使振幅达到最大就进行读数；　　2、桌面振动造成的影响；　　3、示波器上显示的荧光线较粗，取电压值时的荧光线间宽度不准，使电压值不准；　　4、取正弦周期时肉眼调节两荧光线间宽度不准，导致周期不准；　　5、fy选取时上下跳动，可能取值不准；　　6、示波器触发设置不正确同样会产生误差；　　7、示波器中探头的衰减倍数设置如果不正确，同样也会产生误差；　　8、探头接地位置不正确或者地线过长都会引起测量值的误差。　　人为误差可以通过改进方式方法来消除，偶然误差则可以通过多次重复试验的数据分析来减少。　　总结　　经过以上误差分析，我们可以通过选择精度高、采集率高、带宽足够的示波器和设置合适的接地方式以及正确的读数方法来减少误差，提高实验的精准度。

关键字：示波器使用误差精准度

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关键词：用户图形界面（GUI）；VisualDSP++ 4.0 Kernel；数据结构

1 引言

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原创示波器的调节与使用误差分析

时间：2024-03-10 14:00:01

关键字：

示波器

电源

电位器

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[导读]电源未接通;辉度旋钮未调节好;X，Y轴移位旋钮位置调偏;Y轴平衡电位器调整不当，造成直流放大电路严重失衡。示波器维修

示波器使用——实验报告的误差分析主要有以下几点:

1、没有光点或波形

电源未接通;辉度旋钮未调节好;X，Y轴移位旋钮位置调偏;Y轴平衡电位器调整不当，造成直流放大电路严重失衡。示波器维修

2、水平方向展不开

触发源选择开关置于外档，且无外触发信号输入，则无锯齿波产生;电平旋钮调节不当;稳定度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状态;X轴选择误置于X外接位置，且外接插座上又无信号输入。

两踪示波器如果只使用A通道(B通道无输入信号)，而内触发开关置于拉YB位置，则无锯齿波产生。

3、垂直方向无展示

输入耦合方式DC-接地-AC开关误置于接地位置;输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反;输入信号较小，而V/div误置于低灵敏度档。

4、波形不稳定

稳定度电位器顺时针旋转过度，致使扫描电路处于自激扫描状态(未处于待触发的临界状态);触发耦合方式AC、AC(H)、DC开关未能按照不同触发信号频率正确选择相应档级。

选择高频触发状态时，触发源选择开关误置于外档;部分示波器扫描处于自动档(连续扫描)时，波形不稳定。示波器维修

5、垂直线条密集或呈现一矩形

t/div开关选择不当，致使f扫描<

6、水平线条密集或呈一条倾斜水平线

t/div关选择不当，致使f扫描>>f信号。

示波器的使用方法

1.获得基线：当操作者在使用无使用说明书的示波器时，首先要获得一条zui细的水平基线，然后才能用探头进行其他测量，其具体方法如下：

(1)预置面板各开关、旋钮。

亮度置适中，聚焦和辅助聚焦置适中，垂直输入耦合置“AC，，，垂直电压量程选择置"5mv/div"，垂直工作方式选择置“CHl”，垂直灵敏度微调校准位置置“CAL"，垂直通道同步源选择置中间位置，垂直位置置中间位置，A和B扫描时间因数一起预置在“0.5ms/div"，A扫描时间微调置校准位置“CAL’’，水平位移置中间位置，扫描工作方式置“A”，触发同步方式置“AUTO"，斜率开关置“+”

，触发耦合开关置“AC’’，触发源选择置"INT"。 (2)按下电源开关，电源指示灯点亮。

(3)调节A亮度聚焦等有关控制旋钮，可出现纤细明亮的扫描基线，调节基线使其位置于屏幕中间与水平坐标刻度基本重合。

(4)调节轨迹平行度控制使基线与水平坐标平行。

2.显示信号：一般情况下，示波器本身均有一个0.5Vp—p标准方波信号输出口，当获得基线后，即可将探头接到此处，此时屏幕应有一串方波信号，调节电压量程和扫描时间因数旋钮，方波的幅度和宽窄应变化，至此说明示波器基本调整完毕可以投入使用。

3.测量信号：将测试线接在CHl或CH2输入插座，测试探头触及测试点，即可在示波器上观察到波形。如果波形幅度太大或太小，可调整电压量程旋钮;如果波形周期显示不适合，可调整扫描速度旋钮。

特殊使用方法 1.交流峰值电压测量 (1)获得基线。 (2)调整V/div旋钮，使波形在垂直方向显示5div(即5格)。

(3)调节“A触发电平”获得稳定显示。 (4)用以下公式计算峰值电压。电压(p—p)：垂直偏转幅度/度x(VOLTS/div)/开关档极x探极衰减倍率。

例如：测得上峰到下峰偏转是5.6度，VOLTS/dir开关置0.5，用x10探极衰减倍率，将数据代人：电压二5. 6X0.5 X 10二28 V。

2.上升时间测量上升时间：水平距离(度)x时间/度(档极)/扩展系数。

例如：波形两点间的距离为5度，时间/度档级为1Us，x10扩展末扩展(即x1)，将给定值代人：上升时I司;5X1 /1;51xs。 3.相位差测量

相位差：水平差值(度)x水平刻度校准值(度/度)。例如：水平差值为0.6度，每度校准到45度，将给定值代人公式：相位差：0.6x45：27

示波器的使用技巧

1、如何测量直流电压?

答：首先需要设置耦合方式为直流，根据大概的范围调节垂直档位到一个合适的值，然后比较偏移线跟通道标志的位移。

2、用户反应测量220V市电的时候幅度超出屏幕范围?三相电源的相位差如何测?

答：zui大输入峰峰值电压是400V，根据有效值换算峰峰值公式220V市电超过了400V峰峰值，幅度超出屏幕范围正常现象。用示波器测量三相电源相移的时候，可以设置触发源为市电，并使用一通道先测A-B波形，然后存储为参考波形，再使用探头连接B-C，这时可以测量出相移。

3、什么是混淆抑制作用?

答：混淆是指示波器采集的频率低于实际信号zui大频率的2倍采集产生的一种状况。混淆抑制是为了防止混淆的产生而专门设计的，混淆抑制可判别信号的zui大频率，并以2倍的zui大频率采集信号。

4、如何捕捉非周期性的信号?

答： ①、设定触发电平至需要的值。

②、点击主控按钮SINGLE，机器开始等待，如果有某一信号达到设定的触发电平，即采样一次，显示在屏幕上。利用此功能可以轻易捕捉到偶然发生的事件，例如幅度较大的突发性毛刺：将触发电平设置到刚刚高于正常信号电平，点击SINGLE按钮，则当毛刺发生时，机器自动触发并把触发前后一段时间的波形记录下来。拖动触发位置标志线可以得到不同长度的负延迟触发，便于观察毛刺发生之前的波形。

5、如何观察低压直流电源的噪声?

答：①、连接示波器探头于通道A1(或A2)与被测点之间。 ②、设定触发源(Trigger Source)为A1或A2(必须与实际被测信号输入的通道一致)。

③、点击A1或A2按钮，选定耦合方式为AC(交流)耦合。 ④、调节采样速率及垂直灵敏度，直至得到满意的显示。

6、示波器的获取方式可应用在哪些场合?

答：观察单次信号请选用实时采样方式，观察高频周期性信号可以选用等效采样方式。希望观察信号的包络避免混淆，请选用峰值检测方式。期望减少所显示信号中的随即噪音，请选用平均采样方式，平均值的次数可以选择。观察低频信号，选择滚动模式方式。希望显示波形接近模拟示波器效果，请选用模拟获取方式。

7、触发和波形采集的关系如何?

答：针对不同类型的示波器，示波器不同的捕获方式，触发和波形采集的关系不同。如果是采样示波器或实时示波器的等价时间采样模式，一个波形的采集需要多次触发完成的。针对实时示波器的实时采样模式，触发一次，波形肯定会采集一次，不触发，波形也可能采集，这就是触发的AUTO模式。(有三种触发模式，一种是AUTO，不触发，波形也会刷新，但波形在屏幕上会不稳定，另一种是NORMAL，只有触发才刷新，zui后一种是SINGLE，*次触发捕获波形，以后就不在捕获波形了。)。

8、保存波形后的数据能自动生成EXCEL表?

答：能。Ultrascope软件能够把下载后波形数据自动保存为Excel表的文件格式。

9、采集信号后，画面中并未出现信号的波形。怎么处理?

答：可以按照下面步骤检查处理： 1. 检查探头是否正常接在信号连接线上; 2. 检查信号连接线是否正常接在BNC(即通道连接器)上; 3.

检查探头是否与待测物正常连接; 4. 检查待测物是否有讯号产生(可将有讯号产生的通道与有问题的通道接在一起来确定问题所在)。 5. 再重新采集信号一次。

10、毛刺/脉宽触发的应用场合有那些?

答：毛刺/脉宽触发一般有两种典型应用场合，一是同步电路行为，如利用它来同步串行信号，或对于干扰非常严重的应用，无法用边沿触发正确同步信号，脉宽触发就是一个选择;另一是用来发现信号中的异常现象，如因干扰或竞争引起的窄毛刺，由于该异常是偶发显现，必须用毛刺触发来捕获(另一种方法是峰值检测方式，但峰值检测的方法有可能受其zui大采样率的限制，同时，一般是能看，不能测)。若被测对象的脉冲宽度是50ns，而且该信号没有任何问题，也就是说，没有因干扰，竞争等问题引起的信号畸变或更窄的，用边沿触发就可同步该信号，无需使用毛刺触发。

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来源：潜力变实力

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示波器的使用方法 - 示波器的基本实验 - 知乎

示波器的使用方法 - 示波器的基本实验 - 知乎切换模式写文章登录/注册示波器的使用方法 - 示波器的基本实验是德科技 Keysight Technologies已认证账号本文适用于在校电子工程和物理专业学生的示波器实验室指南和教程。本示波器实验指南和教程适用于随教育培训套件 (DSOXEDK) 一同许可的 Keysight InfiniiVision 2000， 3000 X 系列示波器和4000 X 系列示波器。基本示波器和波形发生器测量实验示波器基本实验 #1：对正弦波执行测量示波器基本实验 #2：了解示波器触发的基本知识示波器基本实验 #3：触发噪声信号示波器基本实验#4：记录和保存示波器测试结果示波器基本实验 #5：补偿 10:1 无源探头示波器基本实验 #6：使用内置函数发生器生成波形示波器入门使用方法 - 什么是示波器？对于如今的模拟和数字电路来说，示波器是进行电压和定时测量的重要工具。当您最终从电子工程学校毕业，进入电子行业工作时，您可能会发现在测试、验证和调试设计方面，使用示波器这一测量工具的频率要比任何其他仪器都要高得多。即使是在特定大学里学习电子工程或物理专业的课程期间，示波器这一测量工具也是在各个电路实验中用来测试和验证实验作业及设计的最常用仪器。遗憾的是，许多学生永远都不能完全掌握如何使用示波器。他们的使用模式通常是某个随机旋钮和按钮，直到示波器显示屏上奇幻般出现一个与他们要寻找的效果接近的图片。但愿在完成这一系列简短的实验后，您会对示波器是什么以及如何更有效地使用它有了更好的了解。那么，什么是示波器？示波器是一种电子测量仪器，可以在无干扰的情况下监控输入信号，随后以图形方式采用简单的电压与时间格式显示这些信号。您的教授在其学生时代使用的这类示波器可能就是完全基于模拟技术的示波器。这些采用早期技术的示波器通常称为模拟示波器，具有限定的带宽，不执行任何种类的自动测量，而且要求输入信号是重复的（连续出现并重复输入信号）。您将在这一系列实验中（可能会贯穿大学及研究生学习的其余时间）使用的这类示波器称为数字存储示波器，有时仅称为 DSO。或者，您可以使用混合信号示波器，该示波器将传统的 DSO 测量模拟与逻辑分析测量相结合，有时称为 MSO。请注意，所有的数字实时示波器基本上只有DSO和MSO之分。其它的叫法都是在这两种示波器的基础上增加某些功能而已。今天的 DSO 和 MSO 可以捕获并显示重复信号或单冲信号，它们通常包括一系列自动测量和分析功能，借助这些功能您可以比您的教授在学生时代更快速、更准确地体现设计和学生实验的特征。快速了解如何使用示波器以及示波器有何功能的最佳方式是首先了解示波器上的一些最重要的控件，然后只需开始使用其中一个测量一些基本的信号，如正弦波。获得 DSOXEDK 教育培训套件选项的许可后，Keysight TechnologiesInfiniiVision 2000 和 3000 X 系列示波器（在图 1 中显示）便会产生模拟和数字培训信号。我们将在这一系列简短实验中使用其中许多信号，帮助您了解如何使用示波器这一最重要的电子信号测量仪器。Keysight InfiniiVision 2000/3000 X 系列示波器执行示波器测量时的第一项任务通常是将示波器探头连接在测试设备与示波器的输入 BNC 接口之间。示波器探头在测试点提供相对较高的输入阻抗端子功能（高电阻，低电容）。高阻抗连接对于将测量仪器与测试电路分隔开来非常重要，因为我们不希望示波器及其探头改变测试信号的特征。有多种不同种类的示波器探头可用于特定类型的测量，但是您今天将使用的探头是最常用的探头类型，称为 10:1 无源电压探头，如图 2 所示。“无源”仅意味着此类型的探头不包括任何“有源”组件，如晶体管和放大器。“10:1”意味着此探头将以 10 为常量衰减示波器输入中接收的输入信号。图2. 无源 10:1 电压探头使用标准的 10:1 无源探头时，应在信号测试点与地面之间执行所有的示波器测量。换句话说，您必须将探头的接地夹接地。若被测点是浮地的，我们不建议使用此类探头直接测量电路中组件之间的相对电压。如果需要测量未接地组件内的电压，则在使用示波器的两条通道相对于地面测量组件两端的信号时，可以使用示波器的减法数学函数（在实验 #13 期间介绍），或者可以使用特殊的差分有源探头。另外还应注意，绝不应使示波器的部件成为被测电路功能结构的一部分。图 3 显示了使用示波器的默认 1 MΩ 输入选择（这是使用此类探头时必需的）连接到示波器时的 10:1 无源探头的电子模型。请注意，许多较高带宽的示波器还具有用户可选择的 50 Ω 输入端子选择，这种选择通常用于有源探头端子和／或使用 50 Ω BNC 同轴电缆从 50 Ω 电源直接输入信号时。图3. 连接到示波器的 1 MΩ 输入阻抗的 10:1 无源探头的简化示意图尽管无源探头和示波器的电子模型包括固有／寄生电容（非设计）以及特意设计的补偿电容网络，但是现在让我们忽略这些电容元件，并分析低频或直流电输入条件下此探头／示波器系统的理想信号行为。从探头／示波器电子模型中删除所有的电容组件后，只剩下与示波器的 1 MΩ 输入阻抗串联的 9 MΩ 探头端部电阻。探头端部的净输入电阻则为 10 MΩ。使用欧姆定律，您会发现示波器输入处接收的电压电平将为探头端部处电压电平的 1/10 (Vscope = Vprobe x (1 MΩ/10 MΩ))。这意味着，使用 10:1 无源探头时，示波器测量系统的动态范围已被扩展。换句话说，与使用 1:1 探头测量的信号相比，您测量的信号幅度可高出 10 倍。此外，示波器测量系统（探头 + 示波器）的输入阻抗将从 1 MΩ 增加到 10 MΩ。这是好事，因为较低的输入阻抗可以负载测试设备 (DUT)，但是会更改 DUT 内的实际电压电平（这不是好事）。尽管净输入阻抗 10 MΩ 确实很大，但是您必须记住，必须要考虑到与探测设备的抗阻相关的这一负载阻抗量。例如，具有 100 MΩ 反馈电阻器的简单运算放大器电路可能会在示波器上提供一些错误的读数。如果您在电路实验中使用 Keysight 3000 X 系列示波器，则此示波器将自动检测并将探头衰减常数设置为 10:1。如果您使用 Keysight 2000 X 系列示波器，则必须手动输入探头衰减常数 (10:1)。示波器知道探头衰减常数后（自动检测或手动输入），会提供所有垂直设置的补偿读数，以便将所有的电压测量引用到探头端部的无衰减输入信号。例如，如果您探测 10 Vpp 信号，则在示波器输入处收到的信号实际上仅为 1 Vpp。但是，由于示波器知道您使用的是 10:1 分压器探头，因此示波器在执行电压测量时将报告看到了 10 Vpp 的信号。到达实验 #5 （补偿您的 10:1 无源探头）时，我们将回过头研究此无源探头模型，并说明电容组件。探头／示波器电子模型中的这些元件将影响组合示波器和探测系统的动态／交流电性能。示波器前面板首先让我们了解示波器上最重要的控件／旋钮。在示波器顶部附近是“水平”控件，如图 4 所示。较大的旋钮用于设置水平刻度调整（秒／格）。此控件可用于设置显示波形的 X 轴刻度调整。一个水平“格”为每个垂直网格线之间的 Δ-time。如果要查看更快的波形（频率较高的信号），则将水平刻度调整设置为较小的 sec/div 值。如果要查看更慢的波形（频率较慢的信号），则通常将水平刻度调整设为较高的 sec/div 设置。“水平”部分中较小的旋钮可用于设置波形的水平部分。换句话说，使用此控件可以左右移动波形的水平位置。示波器的水平控件（s/div 和位置）通常称为示波器的主要“时基”控件。值得注意的是，旋钮都是可以按下的。用来调整时基设置的旋钮按下是在精调与粗调之间切换。用来控制水平位移的旋钮按下可以迅速将波形的偏移归零。图4. 示波器水平（X 轴）控件示波器底部附近垂直部分（在输入 BNC 的正上方）中的控件／旋钮（请参考图 5）可用于设置示波器的垂直刻度调整。如果使用双通道示波器，则有两对垂直刻度调整控件。如果使用四通道示波器，则有四对垂直刻度调整控件。垂直部分中每个输入通道的较大旋钮可用于设置垂直刻度调整系数（伏／格）。这是波形的 Y 轴图形刻度调整。一个垂直“格”为每个水平网格线之间的 Δ-volts。如果要查看相对较大的信号（高峰峰值电压），则通常将 Volts/div 设置设为相对高的值。如果查看小的输入信号电平，则应将 Volts/div 设置设为相对低的值。垂直部分中每个通道的较小控件／旋钮是位置／偏移控件。您可以使用此旋钮在屏幕上上下移动波形。垂直调整旋钮也是可以按下的。用来调整通道垂直分辨率的旋钮按下是在精调与粗调之间切换。用来控制垂直位移的旋钮按下可以迅速将波形的垂直偏移归零。图5. 示波器垂直（Y 轴）控件另一个非常重要的示波器设置变量是触发电平控件／旋钮，如图 6 所示。此控制旋钮位于示波器前面板中心附近，标记为触发的部分下方。触发可能是示波器被了解得最少的方面，但该功能是示波器中您应了解的最重要功能之一。在进入实践实验时，我们将更为详细地介绍示波器触发。图6. 示波器触发电平控件阅读下面实验中的说明时，任何时候都会看到一个用方括号括住的粗体字，如 [ 帮助]，这是位于指示波器右侧的一个前面板键（或按钮）。按下该键时，具有与该特定前面板功能关联的“软键”选择的唯一菜单将被激活。“软键”是位于示波器显示屏下方的 6 个键／按钮。根据激活的菜单，这些键的功能会发生变化。现在找到图 7 中显示的 Entry 控制旋钮。这是示波器显示屏右侧位于黑色阴影区域中的旋钮。我们会非常频繁地使用此旋钮来更改一系列不具备专用前面板控件的设置变量和选择。选择软键时，任何时候您都会看到绿色的弯曲箭头，这指示 Entry 旋钮可用于控制此变量。请注意，此旋钮还用于设置波形亮度级别。让我们开始使用示波器进行测量！图7. 示波器通用 Entry 控件示波器基本实验 #1：对正弦波执行测量在第一个实验中，您将学习如何使用示波器的水平和垂直刻度调整控件来正确设置示波器，从而显示重复正弦波。此外，还将学习如何对此信号执行一些简单的电压和定时测量。1 将一个示波器探头连接到通道 1 输入 BNC 和标记为“Demo1”的输出端子之间，如图 8 所示。将此探头的接地夹连接到中心端子（接地）。图8. 将通道 1 和通道 2 输入之间的探头连接到培训信号输出端子 2. 将第二个示波器探头连接到通道 2 输入 BNC 和标记为“Demo2”的输出端子之间，如图 8 所示。将此探头的接地夹连接到中心端子。3 按前面板右上部分附近的 [默认设置] 键。默认设置会将示波器置于工厂预设配置中。这不仅会将示波器的 X 和 Y 刻度调整系数设置为预设值，而且还会关闭某个学生可能使用的任意特殊操作模式。4 按 [帮助] 前面板键（在通道 2 垂直控件旁边）。5 按示波器显示屏下方的培训信号软键。6 使用 Entry 旋钮选择正弦信号（列表顶部），然后按输出软键将其打开。现在，Demo1 端子上应存在正弦波，但是还不能使用示波器的默认刻度调整系数来识别。我们现在将调整示波器的垂直和水平设置，以扩展此波形并将此波形位于显示屏的中心。7 顺时针旋转通道 1 V/div 旋钮，直到您看到显示的波形覆盖屏幕一半以上。正确的设置应为 500 mV/div，在显示屏左上角附近显示为“500mV/”。8 顺时针旋转 s/div 旋钮（“水平”部分中的大旋钮），直到您观察到显示屏上出现正弦波的两个以上周期。正确的设置应为 50 ns/div，在显示屏顶部中间附近显示为“50.00ns/”。您的示波器的显示屏现在应与图 9 类似。至此我们完成了时基的基本设置。图9 用于查看正弦波培训信号的初始设置9 旋转“水平”位置旋钮，左右移动波形。10 按“水平”位置旋钮，将其设回到零（在中心屏幕上显示为 0.0 秒）。11 旋转通道 1 垂直位置旋钮，上下移动波形。请注意，左侧的地指示器也会上下移动，并告知我们此波形上 0.0 伏（接地电平）所在的位置。12 按通道 1 垂直位置旋钮将接地 (0.0 V) 设回中心屏幕。现在，让我们对此重复正弦波执行一些测量。请注意，示波器的显示屏基本上是 X - Y 图形。在我们的 X 轴（水平）上，我们可以测量时间，在我们的 Y 轴（垂直）上，我们可以测量电压。在许多电子工程或物理课程作业中，您可能计算过电子信号并在图纸上采用类似的格式画过图，只不过是静态的。或者，您或许使用过各种 PC 软件应用程序自动画过波形图。将重复输入信号应用于示波器时，我们可以观察到波形的动态（持续更新）图。我们的 X 轴包含分布于屏幕上的 10 个主要格，每个主要格均等于 sec/div 设置。在这种情况下，每个水平主要格均表示 50 纳秒（假设示波器的时基设置为 50.0 ns/div，如前文所述）。由于屏幕中有 10 个格，因此示波器从显示屏的左侧到显示屏的右侧显示 500 ns（50.0 ns/div x 10 格）。请注意，每个主要格还被分为 4 个次要格，在中心水平轴上显示为勾选标记。每个次要格则表示 1/4 div × 50 ns/div = 12.5 ns。我们的 Y 轴包含 8 个主要格（垂直方向），每个主要格均等于 V/div 设置，应设置为 500 mV/div。在此设置下，示波器可以测量高为 4 Vp-p（500 mV/div x 8 格）的信号。每个主要格分为 5 个次要格。每个次要格（在中心垂直轴上表示为勾选标记）则均表示 100 mV。13 通过将一个上升沿（中心屏幕）的 0.0 V 电平到下一个上升沿的 0.0 V 电平的格（主要和次要）数累加起来，然后乘以 s/div 设置（应为 50.0 ns/div），估算其中一个正弦波的周期 (T)。T= _____________14 此正弦波的频率是多少 (F = 1/T)。F = _____________现在，让我们估算这些正弦波的峰峰值电压电平，但是首先，让我们对垂直设置进行几项较小调整，从而帮助我们更准确地执行此测量。15 调整通道 1 垂直位置旋钮（亮起的“1”键下面较小的旋钮），直到正弦波的负峰与其中一个主要格线（或网格线）相交。16 接下来，调整水平位置旋钮（前面板顶部附近的较小旋钮），直到正弦波的一个正峰与具有次要格勾选标记的中心垂直轴相交。17 现在，通过将正弦波的负峰到正峰的格（主要和次要）数累加起来，然后乘以 V/div 设置（应为 1 V/div），估算此正弦波的峰峰值电压。Vp-p = _____________现在，让我们使用示波器的“光标”功能来执行上述相同的电压和定时测量，但不必累加格数，然后乘以刻度调整系数。首先，找到前面板“测量”部分中的“ 光标”旋钮，如图 10 所示。图 10 . 测量光标旋钮18 按光标旋钮；然后旋转此旋钮，直到“X1”突出显示；接着再次按此旋钮进行选择（如果您不是在旋转选中“X1”光标后第二次按此旋钮，可能会出现超时现象，随后 X1 光标将自动被选中，且该菜单将关闭）。19 旋转光标旋钮，直到 X1 光标（#1 定时标识）在特定电压电平下与正弦波的某一上升沿相交。提示：在波形的某一点对齐光标，波形在该点与某一水平网格线交叉。20 再次按光标旋钮；旋转此旋钮直到“X2”突出显示；然后再次按此旋钮进行选择。21 旋转光标旋钮，直到 X2 光标（#2 定时标识）在相同电压电平下与正弦波的下一上升沿相交。22 再次按光标旋钮；旋转此旋钮直到“Y1”突出显示；然后再次按此旋钮进行选择。图 11. 使用示波器的光标测量23 旋转光标旋钮，直到 Y1 光标（#1 电压标识）与正弦波的负峰相交。24 再次按光标旋钮；旋转此旋钮直到“Y2”突出显示；然后再次按此旋钮进行选择。25 旋转光标旋钮，直到 Y2 光标（#2 电压标识）与正弦波的正峰相交。26 此信号的周期、频率和峰峰值电压（光标读数在显示屏的右侧）是多少？ΔX = _____________ 1/ΔX = _____________ ΔY(1) = _____________用于测量示波器上的时间和电压的最常用方法是我们最初使用的“将格累加起来 ”方法。尽管必须将格累加起来，然后乘以示波器设置，但是熟悉其示波器的工程师可以快速估算信号的电压和定时参数，有时大致的估算是了解信号是否符合测试要求快速的手段。使用光标进行测量更准确一点，并能从测量中去除猜测因素。今天的大多数示波器还提供了一种自动执行许多参数测量的更准确且更快的方式。当我们开始对一些数字信号执行某些测量时，我们将回过头使用实验 #10 期间示波器的自动参数测量。但是现在，我们需要回过头来了解示波器的触发功能。示波器基本实验 #2：了解示波器触发的基本知识正如前面所说，示波器触发可能是示波器最重要的功能。如果要从示波器测量中获得最多收益，应了解此功能。尝试对今天许多更复杂的数字信号执行测量时，此功能特别重要。遗憾的是，示波器触发是示波器操作中被了解得最少的方面。可将示波器“触发”看作“同步图片获取”。当示波器捕获并显示重复输入信号时，每秒可获取输入信号的数万个图片。为了查看这些波形（或图片），必须将图片获取与“某一刻”同步。“某一刻”是输入信号中的唯一时间点，或者在使用示波器的多个通道时，是基于输入信号的布尔组合的唯一时间点（逻辑“码型 ”触发）。示波器触发的模拟情景是赛马比赛终点的照片。尽管不是重复事件，相机快门必须与头马鼻子通过终点线的那一刻同步。在赛马开始和结束之间的某一时间随机获取赛马图片，类似于查看示波器上未触发的波形。要更好地了解示波器触发，让我们对实验 #1 中使用的我们熟悉的正弦波执行更多测量。1 确保您的两个示波器探头始终分别连接到标记为 Demo1 和 Demo2 的端子与通道 1 和通道 2 输入 BNC 之间。2 按下示波器前面板上的 [默认设置]。3 按 [帮助]，然后按培训信号软键。4 使用 Entry 旋钮选择“正弦”培训信号，然后按下输出软键将其打开。5 将通道 1 的 V/div 设为 500 mV/div。6 将示波器的时基设置为 50.00 ns/div。7 按 [触发] 前面板键。您的示波器的显示屏现在与图 12 类似。如果使用示波器的默认触发条件，则此信号与 0.0 V 电平（触发电平设置）交叉时，示波器应在通道 1 探测并捕获的正弦波的上升（斜率选择）沿（触发类型选择）上触发。如果水平位置控件设置为 0.0 秒（默认设置），则此时间点显示在中心屏幕上。在触发点之前捕获的波形数据（显示屏左侧）被视为负时间数据，而在触发之后捕获的波形数据（显示屏右侧）被视为正时间数据。图12. 于 0.0 伏时在通道 1 的上升沿上触发示波器请注意，显示屏顶部附近“填充的”橙色三角形指示触发时间点 (0.0 s) 所在的位置。如果调整水平延迟／位置，此橙色三角形会从中心屏幕移走。中心屏幕上的“空心”橙色三角形（仅在延迟／位置不是 0.0 s 时才可见）指示使用示波器的默认“中心”参考时延迟设置的时间位置。8 顺时针旋转触发电平旋钮，可增加触发电平电压设置。 9 逆时针旋转触发电平旋钮，可减小触发电平电压设置。增加触发电平电压设置时，应观察到正弦波在一定时间内会向左侧移动。如果减少触发电平电压设置，则正弦波会向右侧移动。最初旋转触发电平旋钮时，水平的橙色触发电平指示器将出现，实际触发电压设置始终显示在示波器显示屏的右上角。如果停止旋转触发电平旋钮，则橙色触发电平指示器将超时，且在几秒钟后会消失。但是，左侧的波形格线区域外侧仍会显示一个黄色的触发电平指示器，以指示触发电平相对于波形的设置位置。10 旋转触发电平旋钮，以将触发电平设置为恰好 500 mV（在中心屏幕上 1 格）。请注意，实际触发电平显示在显示屏的右上角。11 按斜率软键，然后选择下降沿触发条件。现在，正弦波应反转 180 度，波形的下降沿将与中心屏幕同步，如图 13 所示。图 13. 在 + 500 mV 下于正弦波的下降沿上触发12 增加触发电平电压设置，直到橙色电平指示器位于正弦波正峰上方（大约 +1.5 V）。在正弦波上方设置触发电平时，示波器的采集和显示（重复图片获取）不再与输入信号同步，因为示波器在此特定触发电平设置下找不到任何边沿交叉。您示波器的显示屏现在与图 14 类似。示波器现在处于“自动触发”模式下。图14. 在输入信号上方设置触发电平时自动触发自动触发是示波器的默认触发模式。当示波器使用自动触发模式时，如果示波器在一段时间（时间会发生变化且取决于示波器的时基设置）后找不到有效的触发条件（在这种情况下正弦波的边沿交叉），则示波器将生成其各自的异步触发，并开始在随机时间获取输入信号图片（采集）。由于“图片获取”现在是随机的，而不是与输入信号同步，因此我们看到的只是屏幕中波形的“模糊”画面。此波形的“模糊”画面会提示我们，示波器不会在输入信号上触发。13 按触发电平旋钮，以将触发电平自动设置为约 50%。14 从 Demo1 端子断开通道 1 探头连接。从信号源断开通道 1 探头连接后，现在应看到基线 0.0 V 直流信号。因为有了此 0.0 V 直流信号，我们不再具有边沿交叉，因而示波器不会触发；示波器再次“自动触发”是为了向我们显示此直流电平信号。除了默认的自动触发模式外，示波器还具有另一种用户可选择的触发模式，称为正常触发模式。现在，让我们看一下正常触发模式与自动触发模式有何不同。15 将通道 1 探头重新连接到 Demo1 端子。您应该会再次看到触发的正弦波。16 按 [模式／耦合] 前面板键（在触发电平旋钮右侧）。17 旋转 Entry 旋钮将触发模式选择从自动更改为正常。此时，您应该看不出显示波形中有任何差异。18 再次从 Demo1 端子断开通道 1 探头连接。现在，您应看到探头断开连接之前发生的最后一次采集（最后一张图片）。我们看不到自动触发模式显示的 0.0 V 直流电平轨迹。如果选择正常触发模式，则当且仅当示波器检测到有效的触发条件（在这种情况下为边沿交叉）时示波器仅会显示波形。19 顺时针旋转触发旋钮，以便将触发电平设置在 +1.50 V（在我们的正弦波上方）。20 将通道 1 探头重新连接到 Demo1 端子。正弦波现在已连接且正在输入到示波器，但是此信号的重复显示在哪里？由于我们使用的是正常触发模式，因此示波器仍然需要有效的边沿交叉，但是由于触发电平设置在波形上方 (@ +1.50 V)，因此不存在有效的边沿交叉。正如我们使用正常触发模式看到的一样，对于波形的位置我们没有任何线索，我们无法测量直流电源。21 按触发电平旋钮，以将触发电平自动设置为约 50%。示波器应该开始再次显示重复波形。一些较早使用的示波器将我们今天称为正常的触发模式叫作“触发的”触发模式，实际上可能是此触发模式的更具体的说明性术语，因此在此模式下，示波器仅在发现有效的触发条件时才触发，不会生成自动触发（异步触发，以生成异步图片获取）。稍显矛盾的是，正常触发模式不是“通常”使用的触发模式，它不是示波器的默认触发模式。通常使用的触发模式为自动触发模式，是示波器的默认触发模式。此时，您可能会好奇要何时使用正常触发模式。当触发事件不是频繁发生时（包括单冲事件），应使用正常触发模式。例如，如果您将示波器设置为显示非常窄的脉冲，但是如果此脉冲只以 1 Hz 的频率出现（每秒出现一次），并且如果示波器的触发模式被设置为自动触发模式，则示波器会生成许多异步生成的自动触发，而不能显示罕见的窄脉冲。在这种情况下，您需要选择正常触发模式，这样示波器将等到获取有效的触发事件后，才显示波形。稍后，我们将在今后实验期间连接到这类信号。但是现在，让我们了解有关在噪声信号上触发的更多信息。示波器基本实验#3：触发噪声信号重复正弦波大概是示波器触发的信号中最简单的一种类型。但是，在真实世界中，信号不是如此简单。在本实验中，我们将了解学习如何在嘈杂的环境（真实世界情况）中触发信号，还将学习如何使用波形平均化消除数字化波形中的噪声。1 确保您的两个示波器探头始终分别连接到标记为 Demo1 和 Demo2 的端子与通道 1 和通道 2 输入 BNC 之间。2 按下示波器前面板上的 [默认设置]。3 按 [帮助]，然后按培训信号软键。4 如果使用 Entry 旋钮，此时应选择“带噪声的正弦”信号，然后按下输出软键将其打开。5 将通道 1 的 V/div 设为 500 mV/div。 6 将示波器的时基设置为 200.0 µs/div。即使示波器的默认设置条件将示波器配置为于 0.0 V 时在上升沿触发，示波器也会在此噪声正弦波的上升沿和下降沿触发，如图 15 所示。示波器实际上仅在上升沿触发。但是，当示波器在正弦波的下降沿触发时，实际上是在正弦波上随机噪声的上升沿触发。图15. 尝试在嘈杂的环境中触发信号7 通过将时基设置为 200.0 ns/div，验证示波器是否在噪声的上升沿触发。8 将示波器的时基设回到 200.0 µs/div。那么，我们如何在仅与正弦波（无噪声）的上升沿重合的情况下使示波器触发？现在，让我们更多地了解一些示波器的用户可选择触发耦合选项。9 按 [模式／耦合] 前面板键（触发电平旋钮旁边）。10 按高频抑制软键，以打开“高频抑制”滤波器。向示波器输入的信号实际上被拆分并沿着示波器内部的两条不同模拟路径向下发送。沿着其中一条路径向下的信号将被示波器的采集系统捕获（图片获取系统）。类似的信号沿着一条单独的路径向下发送，由示波器的模拟触发电路处理。（请参考附录 A 中显示的示波器框图。）选择高频抑制后，由示波器的模拟触发电路处理的信号首先通过 50 kHz 低通滤波器。由于噪声由广泛连续的频率组成，包括高频率分量，因此触发电路随后会“看到”消除／衰减了大部分噪声的正弦波，而沿着采集路径向下发送的信号不受影响（噪声被保留）。这样，我们就会看到噪声，如图 16 所示，但是示波器的触发电路看不到噪声。但是有一些限制。图16. 使用高频抑制触发噪声正弦波由于高频抑制滤波器基于固定的 50 kHz 低通硬件滤波器，因此不能在更高频率的信号上使用。这种 50 kHz 低通滤波器不影响我们的 1 kHz 正弦波培训信号。但是，如果我们尝试在 20 MHz 噪声正弦波上使用触发高频抑制，则 50 kHz 滤波器将“消灭”噪声和基本 20 MHz 正弦波，使其不可能触发任何信号。但是，我们还有两个选项。11 再次按高频抑制软键，将其关闭。示波器应再次在正弦波的上升沿和下降沿触发。12 按噪声抑制软键，以打开“噪声抑制”滤波器。噪声抑制滤波器不是基于频率，而是基于幅度。尽管我们讨论了单触发电平，实际上信号必须交叉通过两个电平才能被鉴定为有效触发。这称为“触发滞后”，有时称为“触发灵敏度”。大多数示波器的默认触发灵敏度为 0.5 格。这意味着，输入信号必须摆动至少 0.5 格（峰到峰）才能被鉴定为有效触发条件。但是，这也意味着，当噪声超过越 0.5 格（峰到峰）时，示波器会触发噪声。选择噪声抑制时，示波器的滞后被扩展到约 1.0 格（峰到峰）。对于这种特定的噪声正弦波，大多数时候，1.0 格的触发滞后可以解决我们遇到的问题。您可能会注意到示波器的显示屏上有一些“闪光”现象。这意味着，1.0 格的滞后相当不足。另一种解决方案是使用示波器的触发释抑功能，我们将在实验 #7 期间讨论。从带有噪声的此正弦波的测量离开之前，如果您想要查看此正弦波并对其执行测量，但却没有随机噪声，情况会怎样？13 按高频抑制软键。现在，高频抑制滤波以及噪声抑制滤波都应打开，为我们提供一种非常稳定的触发。14 按前面板波形区中的 [采集] 键（就在光标旋钮下方）。15 旋转 Entry 旋钮将示波器的采集模式从正常更改为平均。选择平均采集模式时，示波器会对多个波形采集一起进行平均操作。如果信号中的噪声是随机的，则噪声分量会平均出来，因此我们随后可以仅对基本信号分量执行更准确的测量，如图 17 所示。图17. 使用示波器的平均采集模式消除噪声16 使用我们在实验 #1 中学到的测量技术确定以下各项：周期 = _____________频率 = _____________ Vp-p = _____________示波器基本实验 #4：记录和保存示波器测试结果完成各种电路实验作业后，您的教授可能需要您详细描写测试报告。可能需要包括实验报告中测量的图像（图片）。此外，如果您不能在某个会话期间完成实验作业，则可能需要稍后继续测试。但是，如果您可以从中断的地方恢复，效果会好，您不必重新设置示波器，可能也不必重新采集波形。在本实验中，您将了解如何保存并调用各种示波器文件类型，包括图像、参考波形和设置。对于本实验，您必须有权访问个人 USB 存储设备。1 确保您的两个示波器探头始终分别连接到标记为 Demo1 和 Demo2 的端子与通道 1 和通道 2 输入 BNC 之间。2 按下示波器前面板上的 [默认设置]。3 按 [帮助]，然后按培训信号软键。4 使用 Entry 旋钮选择“正弦”波形，然后按下输出软键将其打开。5 将通道 1 的 V/div 设为 500 mV/div。6 将示波器的时基设置为 100 ns/div。此时，您应该会看到正弦波的五个周期，如图 18 所示。现在，让我们保存此图像（图片）、保存波形，并保存设置。图18. 我们要保存以便归档及随后分析的正弦波的五个周期7 将您的个人 USB 存储设备插入示波器的前面板 USB 端口。8 按前面板文件区中的 [保存／调用] 键（在光标旋钮下方）。9 按保存软键，然后按格式软键。10 使用 Entry 旋钮选择 PNG 24 位图像 (*.png)。11 按保存到（或按下选择）软键，然后使用 Entry 旋钮指向 \usb。12 按文件名软键，然后旋转 Entry 旋钮并为此文件提供名称。现在，我们将其称为“test”。13 旋转通用 Entry 旋钮时，字母数字字符串将弹出。只需拨号到第一个字母（在本例中为“t”），然后按 Enter 软键，或按 Entry 旋钮。14 对此文件名中其余的每个字符重复步骤 #13。15 按删除软键，从默认文件名中删除其余所有字符。16 按增量软键，以关闭自动增量（框应为黑色）。请注意，如果自动增量已启用，则示波器将自动增加与文件名关联的数字。如果您打算保存多个图像，则这可能非常有用，您无需在每个保存操作之间手动重新输入不同的文件名。17 按下按下以保存软键。您的 USB 存储设备现在应具有与图 18 类似的示波器显示屏的存储图像。文件名应为“test.png”。您可以打开此文件或随后将其插入 Microsoft-Word 文档，以查看它是否真的在那里。现在，让我们来保存示波器的设置条件。18 按下 [保存／调用] 前面板键。19 按保存软键，然后按格式软键。20 使用 Entry 旋钮选择设置 (*.scp)。21 按保存到（或按下选择或位置）软键。22 使用 Entry 旋钮指向 \usb，然后按 Entry 旋钮。23 按文件名软键。您会看到以前输入的文件名将变为新的默认文件名。由于“设置”文件格式使用其他文件扩展名，因此可以使用相同的文件名。24 按下按下以保存软键。USB 存储设备现在应该具有名为“test.scp”的文件，其中包含示波器的当前设置配置。我们将在以后调用此设置配置。请注意，您还可以将设置保存到示波器内部的某个闪存寄存器。但是，接下来可能使用此示波器的某个学生会用他／她的设置覆盖此存储寄存器。因此，作为学生，使用共享示波器借助自己的个人存储设备保存示波器设置和波形始终是很好的方法。现在，让我们保存参考波形数据文件。25 按下 [保存／调用] 前面板键。26 按保存软键，然后按格式软键。27 使用 Entry 旋钮选择参考波形数据文件 (*.h5)。28 按保存到（或按下选择）软键。29 使用 Entry 旋钮指向 \usb，然后按 Entry 旋钮。30 按文件名软键。重申一下，我们不需要定义新的名称，因为此文件格式还具有唯一的文件扩展名 (test.h5)。31 按下按下以保存软键。请注意，我们在前面保存 .png 文件类型后，这仅是示波器显示的像素映射。此类文件不能回调到示波器中，而且无法对此类文件中存储的数据执行测量。此类文件以及 .bmp 文件类型主要对归档目的（如纳入实验报告中）非常有用。但是，我们刚刚存储的“参考波形”数据文件 (.h5) 会将电压与时间数据作为 X-Y 对来保存。此类文件可以回调到示波器中，以便以后进行文件。您还可以将此类文件回调到许多 PC 应用程序中，以便进行更广泛的脱机分析。既然我们已保存了示波器的设置配置，而且还保存了波形（正弦波的四个周期），让我们看一下是否可以调用这些文件。不过，首先我们会从默认设置开始，目的是破坏您在屏幕上看到的当前设置和波形。32 按下 [默认设置]。33 按下 [保存／调用]。34 按下调用软键，然后按下一个调用软键。35 使用 Entry 旋钮选择设置作为要调用的文件类型。36 按位置（或按下选择或调用自）软键，然后使用 Entry 旋钮指向“test”。 37 按按下以调用软键，或者按 Entry 旋钮。我们应该刚将示波器的设置恢复到其以前的配置。但是，示波器不会保存培训信号的状态。因此，此时我们看到的唯一波形应为基线 (0.0 V) 信号，因为探头的输入中没有出现信号。现在，让我们调用以前保存的波形。38 按调用软键，然后使用 Entry 旋钮选择参考波形数据 (*.h5)。39 按调用自（或按下选择或位置）软键，然后使用 Entry 旋钮指向“test”。 40 按按下以调用软键，或者按 Entry 旋钮。现在，您应该使用以前的设置配置查看我们已存储的正弦波版本（以及活动 0.0 V 基线信号），如图 19 所示。此时，您可以更改设置（如果您愿意），还可以继续对此存储的波形执行测量。请注意，保存／调用数据后，您可以随时删除您的 USB 存储设备。图19. 调用示波器的设置配置和波形示波器基本实验 #5：补偿 10:1 无源探头既然您已完成了此示波器培训指南中的前四个实验，应该在一定程度上熟悉了如何使用示波器进行基本电压和定时测量，让我们回过头来再次讨论探测。在本指南的入门部分中，我们简要讨论了探测，并显示了 10:1 无源探头和示波器的输入组合的电子输入模型。探头和示波器的此电子模型在此处再次显示在图 20 中。图20. 连接到示波器的 1 MΩ 输入阻抗的 10:1 无源探头的简化示意图如果您记住了，就说明系统已指导您忽略此电子模型中的电容组件，只考虑阻性组件。当前我们只观察阻性组件时，我们已确定探头的 9 MΩ 探头端部电阻以及示波器的 1 MΩ 输入阻抗建立了 10:1 分压器比率。对于低频或直流电应用，忽略电容元件是比较适宜的。但是，如果您需要测量动态信号（示波器的主要测量应用），则不能忽略此电子模型的电容元件。所有示波器探头和示波器输入中本身都固有寄生电容。这些包括探头电缆电容（C 电缆），以及示波器的输入电容（C 示波器）。“固有／寄生”仅意味着电子模型的这些元件非有意设计，而是真实电子世界中原本就存在的。固有／寄生电容的数量随着示波器的不同和探头的不同而异。但是，如果没有其他的设计电容组件来补偿系统中固有的电容元件，则系统在动态信号条件（非直流）下的阻抗会从探测系统的整体动态衰减改为不同于所需的 10:1 比率。沿着可调补偿电容（C 组件）分布其他／设计的探针电容器（C 探针）的目的是建立与 10:1 的阻性衰减匹配的电容阻抗衰减。正确调整补偿电容时，这还可以确保与 9 MΩ 电阻器并列的探针电容的时间常数，和与示波器的 1 MΩ 输入电阻器并列的固有和补偿电容的时间常数匹配。我们不会花很多时间讨论这一原理，只是连接到某个信号，并了解欠补偿、补偿过度和适当补偿的影响。但是，首先应注意我们会将通道 1 探头连接到前一个实验中的其他端子。1 将两个示波器探头连接到标记了探头补偿的端子。请注意，这与称为 Demo2 的端子也是同一个端子。2 按下示波器前面板上的 [默认设置]。3 将通道 1 设置为 1.0 V/div。4 将通道 1 偏移／位置设置为 0.0 V（默认设置）。5 按触发电平旋钮，以将通道 1 上的触发电平设置为约 50%。6 按 [2] 前面板键以打开通道 2。7 将通道 2 设置为 1.0 V/div。8 将通道 2 偏移／位置设置为约 +3.5 V。9 将示波器的时基设置为 200.0 µs/div。如果正确补偿了探头，则应在示波器显示屏上看到两个带有平坦响应的 1 kHz 方波，与图 21 类似。现在，让我们调整每个探头上的探头补偿。图21. 使用示波器的 1 kHz 探头补偿信号补偿 10:1 无源探头10 使用小的“一字”螺丝刀，调整位于每个探头主体上的可变电容器。请注意，此调整有时位于一些探头的 BNC 连接端附近。图 22 显示了通道 1 探头（黄色波形）补偿过度的示例，以及通道 2 探头（绿色波形）欠补偿的示例。如果您没有观察到近乎完美的方波，则应重新调整探头上的探头补偿，直到示波器上的波形与图 21 类似。图22. 不当补偿的探头正确调整探头后，只要在此示波器上继续使用这些探头，在下次使用示波器时应该就不需要重新调整它们了。此时，您已完成了本实验的实践部分。如果您赶时间，并需要完成本章中最后一个实验，则应跳到实验 #6，然后读取本实验后面其余部分的内容。计算电容补偿的正确数量如果您面临挑战，请使用以下假设条件计算正确补偿所需的补偿电容 (C comp) 数量：对于计算所需的补偿电容 (C comp) 数量，最早的方法是使 R tip 和 C tip 并联的时间常数 (1/RC) 与 R scope 和 C parallel 并联的时间常数相等。请记住，C parallel 是探头／示波器模型中的三个电容元件的组合。另一种计算方法是使 C parallel 的电容阻抗的 9 倍与 C tip 电容阻抗的 1 倍相等。这将建立电容阻抗产生的衰减常数，与仅阻性网络 (10:1) 产生的衰减常数相同：探头负载除了适当补偿 10:1 无源探头以获得最为准确的示波器测量外，另一个必须要考虑的问题就是探头负载。换句话说，将探头和示波器连接到被测件 (DUT) 是否会改变电路的行为？将任何仪器连接到电路中后，仪器本身（包括探头）都会成为 DUT 的一部分，并在某种程度上成为信号“负载”或改变信号的行为。如果使用上面列出的电阻和电容的给定值（以及已计算的 C comp 值），我们可以按照单个电阻器和电容器的并联方式将探头和示波器的负载影响通过建模方式合并在一起，如图 23 所示。图23. 10:1 无源探头和示波器负载模型对于低频或直流电应用，负载由 10 MΩ 电阻控制，在大多数情况下，这不应成为问题。但是，如果您探测的是 100 MHz 数字时钟信号，会怎么样？此数字时钟的第 5 个谐波（用于创建此信号形状的重要分量）将为 500 MHz。现在，应计算由此负载模型的 13.5 pF 电容提供的阻抗，如图 23 所示：尽管 13.5 pF 看起来可能不多，但是频率越高，此负载电容数量就会很大。对于此类较高频的应用，大多数示波器供应商提供了可选的有源探头解决方案，它们具有更低的输入电容（辅助 pF）。但是，这些类型的特殊探头成本比典型的 10:1 无源探头要高很多。最后，请注意本实验中显示的探头 + 示波器模型非常简单。较准确的模型还包括电感元件。电线（特别是接地引线）应被视为电感元件，特别是对高频应用而言。示波器基本实验 #6：使用内置函数发生器生成波形除了示波器以外，您还将在各种电子工程和／或物理电路实验中使用大量测试设备，包括电源、数字万用表和函数发生器。函数发生器可以产生大量不同类型／形状的信号，这些将用作电路设计和实验的动态输入。Keysight 的 InfiniiVision 2000 和 3000 X 系列示波器具有内置的可选函数发生器，称为 WaveGen。若要完成这个简短的实验，前提条件是示波器上已正确安装此选件许可证。如果您不知道函数发生器功能是否已被许可并启用，请按 [Wave Gen] 前面板键。如果启用此选件，则波形发生器的菜单将出现。如果没有启用此选件，则您会看到屏幕上出现一条消息，指示此选件尚未得到许可。假设您的示波器具有 WaveGen 选件，让我们开始这一简短的实验，了解如何使用通用函数发生器。1 从示波器断开所有探头的连接。2 将 50 Ω BNC 同轴电缆连接到发生器的输出（电源开关旁边）与通道 1 输入BNC 之间。3 按下 [默认设置]。4 如果您使用的是 Keysight 2000 X 系列示波器，则需要将通道 1 的探头衰减常数设置为 1:1。按 [1] 前面板键，然后按探头软键。按新的探头软键，然后旋转 Entry 旋钮将衰减常数设置为 1.00:1。5 按 [WaveGen] 前面板键（在通道 1 V/div 旋钮正上方）。6 按设置软键，然后按默认波形发生器软键。请注意，示波器的 [默认设置] 不会更改 WaveGen 的设置。因此，要确保从同一个起点开始，我们还需要发生器的默认设置。7 再次按 [WaveGen] 前面板键。8 将通道 1 的 V/div 设置设为 100 mV/div。9 将示波器的时基设置为 100.0 µs/div（默认设置）。您现在应该看到示波器上的正弦波的一个周期，与图 24 类似。峰峰值振幅为 500 mV 的 1.000 kHz 正弦波是 WaveGen 的默认信号。现在，让我们对信号进行一些更改。图24. 使用示波器的内置 WaveGen 函数发生器10 按频率软键，然后旋转 Entry 旋钮增加或减少频率。请注意，最大频率设置为 20.00 MHz。11 按振幅软键，然后旋转 Entry 旋钮以更改此信号的振幅。12 按偏移软键，然后旋转 Entry 旋钮以更改此信号的偏移。13 按波形软键，然后旋转 Entry 旋钮选择各种波形。请注意，选择方波后，您还可以微调占空比。选择脉冲后，您可以微调脉冲宽度。从此时开始，您可能不会将发生器的输出直接连接到示波器中了。您可能会将发生器的输出连接到电路的输入。随后，您将使用带有探头的示波器监视电路的输入和输出。就到这儿吧！了解使用示波器示波器进行实验测量的更多信息：编辑于 2022-08-04 09:28仪器仪表示波器示波器校准仪赞同 4039 条评论分享喜欢收藏申请

大学物理示波器实验报告误差分析合集-百度文库

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时间：二O二一年七月二十九日

示波器的使用之阿布丰王创作

时间：二O二一年七月二十九日

【实验简介】

示波器是用来显示被观测信号的波形的电子丈量仪器,与其他丈量仪器相比,示波器具有以下优点：能够显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小；具有较高的灵敏度；静态范围年夜,过载能力强；容易组成综合测试仪器,从而扩年夜使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线.从而把原来非常笼统的、看不见的电变动过程转换成在屏幕上看得见的真实图像.在电子丈量与测试仪器中,示波器的使用范围非常广泛,它可以表征的所有参数,如电压、电流、时间、频率和相位差等.若配以适当的传感器,还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行丈量.正确使用示波器是进行电子丈量的前提.

第一台示波器由一只示波管,一个电源和一个简单的扫描电路组成.发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十年夜系列,示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中.

Karl Ferdinand Braun生平简介 1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun于1897年发明世界上第一台阴极射线管示波器,至今许多德国人仍称CRT为

布朗管(Braun Tube).

【实验目的】

1、了解示波器的结构和工作原理,熟悉示波器和信号发生器的基

本使用方法.

2、学习用示波器观察电信号的波形和丈量电压、周期及频率值. 3、通过观察李沙如图形,学会一种丈量正弦波信号频率的方法.

图8-1 Karl Ferdinand Braun

示波器的使用实验原理误差分析 -电子工程世界

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测试测量>信号源与示波器> 示波器的使用实验原理误差分析

示波器的使用实验原理误差分析

发布者：JoyfulHearted最新更新时间：2022-11-17

来源: sohu关键字：示波器误差分析波形

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1、没有光点或波形电源未接通；辉度旋钮未调节好；X，Y轴移位旋钮位置调偏；Y轴平衡电位器调整不当，造成直流放大电路严重失衡。示波器维修2、水平方向展不开触发源选择开关置于外档，且无外触发信号输入，则无锯齿波产生；电平旋钮调节不当；稳定度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状态；X轴选择误置于X外接位置，且外接插座上又无信号输入。两踪示波器如果只使用A通道（B通道无输入信号），而内触发开关置于拉YB位置，则无锯齿波产生。3、垂直方向无展示输入耦合方式DC-接地-AC开关误置于接地位置；输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反；输入信号较小，而V/div误置于低灵敏度档。4、波形不稳定稳定度电位器顺时针旋转过度，致使扫描电路处于自激扫描状态（未处于待触发的临界状态）；触发耦合方式AC、AC（H）、DC开关未能按照不同触发信号频率正确选择相应档级。选择高频触发状态时，触发源选择开关误置于外档；部分示波器扫描处于自动档（连续扫描）时，波形不稳定。示波器维修5、垂直线条密集或呈现一矩形t/div开关选择不当，致使f扫描<6、水平线条密集或呈一条倾斜水平线t/div关选择不当，致使f扫描>>f信号。示波器的使用实验原理误差分析扩展资料：示波器的作用：用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测数字存储示波器:数字存储示波器有别于一般的模拟示波器，它是将采集到的模拟电压信号转换为数字信号，由内部微机进行分析、处理、存储、显示或打印等操作。这类示波器通常具有程控和遥控能力，通过GPIB接口还可将数据传输到计算机等外部设备进行分析处理。其工作过程一般分为存储和显示两个阶段。在存储阶段，首先对被测模拟信号进行采样和量化，经A/D转换器转换成数字信号后，依次存入RAM中，当采样频率足够高时，就可以实现信号的不失真存储。当需要观察这些信息时，只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM中按原顺序取出，经D/A转换和LPE滤波后送至示波器就可以观察的还原后的波形。

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大学物理实验报告

院系材料学院专业材料物理班级 0705 姓名童凌炜学号 5 实验台号实验时间 2008 年 11 月 18 日,第13周,星期二第 5-6 节

实验名称示波器的原理与使用

教师评语

实验目的与要求：

（1）了解示波器的工作原理

（2）学习使用示波器观察各种信号波形（3）用示波器测量信号的电压、频率和相位差

主要仪器设备：

YB4320G 双踪示波器, EE1641B型函数信号发生器

实验原理和内容： 1. 示波器基本结构

示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成, 其中示波管是核心部分;

示波管的基本结构如下图所示, 主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成, 由外部玻璃外壳密封在真空环境中;

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测试测量>信号源与示波器> 如何使用示波器分析电路信号的偶然误差？

如何使用示波器分析电路信号的偶然误差？

发布者：光速思考最新更新时间：2016-07-08

来源: eefocus关键字：示波器电路信号偶然误差

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大部分电路信号都存在偶然误差，偶然误差服从正态分布，所以在示波器测量中，我们可以根据测量的标准差值来分析信号抖动情况。这也是我们在统计值中加入标准差的原因。

在示波器的参数测量统计中，有一项鲜为人知的统计结果——标准差（Stdev），本期我们由深到浅，从客观的角度去了解它和背后的意义。

以一个周期为2us（频率500KHz）的方波信号为例，如图1所示为“周期”的测量统计结果，有个“Stdev”标准差给人感觉很熟悉却又很陌生，似乎它的存在是多余的，其实不然，我们先来引入一个概念“正态分布”。

图1 频率500KHz方波测量统计

注：被测方波信号使用函数发生器生成，频率500kHz，周期2us，周期抖动满足正态分布，理论标准差σ为20.0887ns。

正态分布是有一定规律特性的随机分布，可以根据它的标准差值来确定数据距平均值的波动范围及波动概率分布情况。

如图2所示为正态分布概率，以平均值u为中心点，其中：

1、落在1倍标准差[u-σ, u+σ]区域的概率为68.2%；

2、落在2倍标准差[u-2σ, u+2σ]区域的概率为95.4%；

3、落在3倍标准差[u-3σ, u+3σ]区域的概率为99.6%，

“u”为平均值，与示波器统计结果中的“Avg”对应；

“σ”为标准差，与示波器统计结果中的“Stdev”对应。

所以大部分电路信号都存在偶然误差，偶然误差服从正态分布，所以在示波器测量中，我们可以根据测量的标准差值来分析信号距平均值的波动范围及波动概率分布情况。

图2 正态分布概率

我们在示波器上看到的标准差（Stdev）测量结果，其实就是为1倍标准差（1σ），参照正态分布曲线，我们不难理解标准差的物理意义。注意，标准差没有固定的单位，在统计中其单位与测量项一致。

如本例测量的周期标准差1σ＝20.03ns，与函数发生器的期望值σ＝20.0887ns非常接近，说明测量结果是正确的，测量结果代表的物理意义如表 1所列。

表1 标准差的物理意义

总结：

通过示波器的测量统计的各项结果，我们可以对被测信号的质量有个大体的评估，如本例中信号的周期抖动。测量统计时有几个因素会影响测量结果，要稍微注意一下。

采样频率：采样率越高，分辨率就越精细，测量精度高；反之测量精度低。

样本数量：参数统计的样本数量越多，越接近实际情况，统计结果也越准确；大量样本有提利于提高平均精度，同时可还可以弥补某些条件下采样率低带来的精度影响。

目前市面上很多的示波器在测量时则是进行样本点数抽取，抽取其中的一段数据或者一个周期的数据进行测量，影响了采样频率和降低样本数量，导致测量精度降低。

但是ZDS2024 Plus示波器支持250Mpts全存深度原始采样点的“真正意义”的测量统计。所谓“真正意义的测量”就是全部基于原始的采样点，不进行任何的样本抽取，进行全存储深度测量，即使是在1GSa/s下，250Mpts样本点全部都进行测量与统计。

关键字：示波器电路信号偶然误差

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