示波器的選用

　　根據(jù)要顯示的信號(hào)數(shù)量，選擇單蹤、雙蹤或多蹤示波器;

　　根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率特點(diǎn)，選擇慢掃描、通用、高速或取樣示波器;

　　根據(jù)被測(cè)信號(hào)的重現(xiàn)方式，選擇模擬或數(shù)字存儲(chǔ)示波器;

　　根據(jù)被測(cè)信號(hào)的測(cè)試重點(diǎn)選擇

　　示波器的基本測(cè)量方法

　　電壓測(cè)量

　　直流電壓測(cè)量

　　測(cè)量原理

　　示波器測(cè)量直流電壓的原理是利用被測(cè)電壓在屏幕上呈現(xiàn)一條直線，該直線偏離時(shí)間基線(零電平線)的高度與被測(cè)電壓的大小成正比的關(guān)系進(jìn)行的。被測(cè)直流電壓值VDC為VDC=h·Dy·ky (5-6-1)

　　式中，h為被測(cè)直流信號(hào)線的電壓偏離零電平線的高度;Dy為示波器的垂直靈敏度;ky為探頭衰減系數(shù)。

　　測(cè)量方法

　　首先應(yīng)將示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置(CAL)。

　　將待測(cè)信號(hào)送至示波器的垂直輸入端。

　　確定零電平線。將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“GND”位置，調(diào)節(jié)垂直位移旋鈕，將熒光屏上的掃描基線(零電平線)移到熒光屏的中央位置。

　　確定直流電壓的極性。調(diào)整垂直靈敏度開關(guān)到適當(dāng)位置，將示波器的輸入耦合開關(guān)撥向“DC”檔，觀察此時(shí)水平亮線的偏轉(zhuǎn)方向，若位于前面確定的零電平線之上，則被測(cè)直流電壓為正極性;若向下偏轉(zhuǎn)，則為負(fù)極性。

　　讀出被測(cè)直流電壓偏離零電平線的距離h。

　　根據(jù)式(5-6-1)計(jì)算被測(cè)直流電壓值。

　　交流電壓測(cè)量

　　使用示波器測(cè)量交流電壓的最大優(yōu)點(diǎn)是可以直接觀測(cè)到波形的形狀，還可顯示其頻率和相位。將式(5-6-2)中的h換為被測(cè)交流信號(hào)波形任意

　　兩點(diǎn)A與B間的高度差lA-B，測(cè)得的電壓值即為兩點(diǎn)A與B兩點(diǎn)間的電壓VA-B。若A與B兩點(diǎn)分別為被測(cè)交流電壓波峰和波谷，則測(cè)得值為被測(cè)交流電壓

　　的峰-峰值VPP。測(cè)量時(shí)，Y通道輸入耦合開關(guān)置“AC”檔。

　　時(shí)間和頻率測(cè)量

　　周期和頻率測(cè)量

　　測(cè)量原理

　　對(duì)于周期性信號(hào)，周期和頻率互為倒數(shù)，只要測(cè)出其中一個(gè)量，另一個(gè)參量可通過公式求出。被測(cè)交流信號(hào)的周期T為T=l·Dx/kx(5-6-2)

　　式中：l為被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)周期在熒光屏水平方向所占距離;Dx為示波器的掃描速度;kx為X軸擴(kuò)展倍率。

　　測(cè)量方法

　　首先將示波器的掃描速度微調(diào)旋鈕置于“校準(zhǔn)”(CAL)位置。

　　將待測(cè)信號(hào)送至示波器的垂直輸入端。

　　將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“AC”位置。

　　調(diào)節(jié)掃描速度開關(guān)，使顯示的波形穩(wěn)定，并記錄Dx值。

　　讀出被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)周期在熒光屏水平方向所占的距離x。

　　根據(jù)式(5-6-2)計(jì)算被測(cè)交流信號(hào)的周期。

　　時(shí)間間隔測(cè)量

　　將式(5-6-2)中的l換為信號(hào)波形任意兩點(diǎn)A與B間的水平距離lA-B，則測(cè)得的時(shí)間值為A與B兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔tA-B。

　　相位測(cè)量

　　相位測(cè)量是指兩個(gè)同頻率的信號(hào)之間的相位差的測(cè)量。一般采用雙蹤法測(cè)量相位差，將兩信號(hào)分別接入Y1和Y2，設(shè)與兩信號(hào)的周期和相位差所對(duì)應(yīng)的水平距離分別為T和d，則兩信號(hào)的相位差為

　　Δφ=2π·d/T (5-6-3)

　　用李沙育圖形法測(cè)量頻率或相位

　　李沙育圖形法測(cè)相位是利用示波器X和Y通道分別輸入被測(cè)信號(hào)和一個(gè)已知信號(hào)，調(diào)節(jié)已知信號(hào)的頻率使屏幕上出現(xiàn)穩(wěn)定的圖形，根據(jù)已知信號(hào)的頻率(或相位)便可求得被測(cè)信號(hào)的頻率(或相位)。李沙育圖形法既可測(cè)量頻率又可測(cè)量相位。

　　測(cè)量頻率

　　李沙育圖形法測(cè)量頻率時(shí)，示波器工作于X-Y方式下，頻率已知的信號(hào)與頻率未知的信號(hào)加到示波器的兩個(gè)輸入端，調(diào)節(jié)已知信號(hào)的頻率，使熒光屏上得到李沙育圖形，由此可測(cè)出被測(cè)信號(hào)的頻率。

　　示波器工作于X-Y方式時(shí)，X和Y兩信號(hào)對(duì)電子束的使用時(shí)間總是相等的，垂直線、水平線與李沙育圖形的交點(diǎn)數(shù)分別與X和Y信號(hào)頻率成正比。因此，李沙育圖形存在關(guān)系：

　　fy/fx = NH/NV(5-6-4)

　　式中，NH和NV分別為水平線、垂直線與李沙育圖形的交點(diǎn)數(shù)，fy和fx分別為示波器Y和X信號(hào)的頻率。圖5-20所示為常見的幾種不同頻率、不同

　　相位的李沙育圖形。

　　幾種常用的李沙育圖形

　　事實(shí)上，垂直線(或水平線)與李沙育圖形的切點(diǎn)數(shù)NV′和NH′也與X(或Y)信號(hào)頻率成正比，即

　　fy/fx=NH′/NV′=NH/NV(5-6-5)

　　例7-1 如圖所示的李沙育圖形，已知X信號(hào)頻率為6MHz，問Y信號(hào)的頻率是多少?

　　解：分別在李沙育圖形上畫出垂直線和水平線，則NH=2，NV=6，或NH′=1，NV′=3。注意必須在交點(diǎn)數(shù)最多的位置畫線。

　　fy=fx·NH/NV=6&TImes;2/6=2(MHz)

　　或 fy=fx·NH′/NV′=6&TImes;1/3=2(MHz)

　　李沙育圖形

　　李沙育圖形法適合測(cè)量頻率比在1：10至10：1之間的信號(hào)，否則波形顯示復(fù)雜，難以確定交點(diǎn)數(shù)或切點(diǎn)數(shù)，給調(diào)整和測(cè)量帶來困難。

　　測(cè)量相位差

　　把要比較相位差的兩個(gè)頻率、同幅度的正弦信號(hào)分別送入示波器的Y通道和X通道，使示波器工作在X-Y顯示方式，這時(shí)示波器的屏幕上會(huì)顯示出

　　一個(gè)橢圓波形，由橢圓上的坐標(biāo)可求得兩信號(hào)的相位差。

　　Δφ=arcsin(y0/ym)=arcsin(x0/xm)(5-6-7)

　　式中：為兩信號(hào)的相位差;x0、y0為橢圓與X軸、Y軸截距的一半;xm、ym為熒光屏上光點(diǎn)在X軸、Y軸方向上的最大偏轉(zhuǎn)距離的一半。

　　橢圓法測(cè)信號(hào)的相位差

　　雖然李沙育圖形法測(cè)量過程比雙蹤示波法復(fù)雜，但其測(cè)量結(jié)果比雙蹤示波法要準(zhǔn)確。

　　示波器使用中的注意事項(xiàng)

　　儀器操作人員的安全和儀器安全，儀器在安全范圍內(nèi)正常工作，保證測(cè)量波形準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)可靠。因此，在儀器使用中應(yīng)注意：

　　1、通用示波器通過調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕使光點(diǎn)直徑最小以使波形清晰，減小測(cè)試誤差;不要使光點(diǎn)停留在一點(diǎn)不動(dòng)，否則電子束轟擊一點(diǎn)宜在熒光屏上形成暗斑，損壞熒光屏。

　　2、測(cè)量系統(tǒng)- 例如示波器、信號(hào)源;打印機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備等。被測(cè)電子設(shè)備- 例如儀器、電子部件、電路板、被測(cè)設(shè)備供電電源等設(shè)備接地線必須與公共地(大地)相連。

　　3、TDS200/TDS1000/TDS2000 系列數(shù)字示波器配合探頭使用時(shí)，只能測(cè)量(被測(cè)信號(hào)- 信號(hào)地就是大地，信號(hào)端輸出幅度小于300V CAT II)信號(hào)的波形。絕對(duì)不能測(cè)量市電AC220V 或與市電AC220V 不能隔離的電子設(shè)備的浮地信號(hào)。(浮地是不能接大地的，否則造成儀器損壞，如測(cè)試電磁爐。)

　　4、通用示波器的外殼，信號(hào)輸入端BNC 插座金屬外圈，探頭接地線，AC220V 電源插座接地線端都是相通的。如儀器使用時(shí)不接大地線，直接

　　用探頭對(duì)浮地信號(hào)測(cè)量，則儀器相對(duì)大地會(huì)產(chǎn)生電位差;電壓值等于探頭接地線接觸被測(cè)設(shè)備點(diǎn)與大地之間的電位差。這將對(duì)儀器操作人員、示波器、被測(cè)電子設(shè)備帶來嚴(yán)重安全危險(xiǎn)。

　　5.、用戶如須要測(cè)量開關(guān)電源(開關(guān)電源初級(jí)，控制電路) 、UPS(不間斷電源)、電子整流器、節(jié)能燈、變頻器等類型產(chǎn)品或其它與市電AC220V 不能隔離的電子設(shè)備進(jìn)行浮地信號(hào)測(cè)試時(shí)，必使用DP100高壓隔離差分探頭。

　　除此之外，熱電子儀器還要避免頻繁開機(jī)、關(guān)機(jī)，并且關(guān)機(jī)前先將輝度調(diào)節(jié)旋鈕沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)到底，使亮度減到最小，然后再斷開電源開關(guān)。