什么是示波器?示波器是电子工程师们日常作为测试测量使用频率很高的电子仪器,示波器从发展历史上看,经历了模拟示波器、数字示波器时代,现如今,模拟和数字示波器能够胜任大多数的应用。下面贤集网小编具体介绍下示波器的作用以及如何使用示波器。
什么是示波器?
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。
示波器的作用
1、可以测量直流信号、交流信号的电压幅度
2、可以测量交流信号的周期,并以此换算出交流信号的频率。
3、可显示交流信号的波形。
4、可以用两个通道分别进行信号测量。
5、可以在屏幕上同时显示两个信号的波形,即双踪测量作用。此作用能够测量两个信号之间的相位差,和波形之间形状的差别。
示波器面板旋钮的作用
1、扫描速度旋钮,可以改变示波器扫描线从左向右移动的速度。
2、电压选择旋钮,可以改变输入电压使扫描线在示波器屏幕Y轴方向的偏转幅度。
3、上下调整旋钮、左右调整旋钮,可以改变扫描线在屏幕中上下左右两个方向的位置。
4、电压标准旋钮向顺时针方向达到最大值的状态为标准状态。其它位置为非标准状态。
5、扫描速度标准旋钮向顺时针方向达到最大值的状态为标准状态。其他位置为非标准状态。
6、为同步旋钮,它能使示波器的波形稳定下来。
7、作用选择键为CH1通道选择、CH2通道选择、双踪作用选择。
8、作用选择键为CH1信号同步、CH2信号同步。
9、为测量作用选择开关,能使测量处与交流DC、直流AC、和接地GHD三种状态。当处于直流DC状态时,无论是直流还是交流信号都能够进行测量。当处于交流AC状态时,示波器测量接口的内部被串上的一个电容,此时信号中的直流成分被电容阻隔,而交流成分却可以通过电容而被测量。
当处于接地状态的时,示波器的测量接口在示波器内部与地短路,此时外部信号不能进入示波器。
10、为亮度调整旋钮,可以调整图像的亮度。
11、为聚焦调整旋钮,可以使图像变得精细。
示波器频率计算
用示波器测量信号频率的方法很多,下面介绍常用的两种基本方法。
1.周期法
对于任何周期信号,可用前述的时间间隔的测量方法,先测定其每个周期的时间T,再用下式求出频率f:f=1/T
例如示波器上显示的被测波形,一周期为8div,“t/div”开关置“1μs”位置,其“微调”置“校准”位置。则其周期和频率计算如下:
T=1us/div&TImes;8div=8us
f=1/8us=125kHz
所以,被测波形的频率为125kHz。
2.李沙育图形法测频率
将示波器置X-Y工作方式,被测信号输入Y轴,标准频率信号输入“X外接”,慢慢改变标准频率,使这两个信号频率成整数倍时,例如fx:fy=1:2,则在荧光屏上会形成稳定的李沙育图形。
李沙育图形的形状不但与两个偏转电压的相位有关,而且与两个偏转电压的频率也有关。用描迹法可以画出ux与uy的各种频率比、不同相位差时的李沙育图形,几种不同频率比的李沙育图形如图5-15所示。
利用李沙育图形与频率的关系,可进行准确的频率比较来测定被测信号的频率。其方法是分别通过李沙育图形引水平线和垂直线,所引的水平线垂直线不要通过图形的交叉点或与其相切。若水平线与图形的交点数为m,垂直线与图形的交点数n,则fy/fx=m/n
当标准频率fx(或fy)为已知时,由上式可以求出被测信号频率fy(或fx)。显然,在实际测试工作中,用李沙育图形进行频率测试时,为了使测试简便正确,在条件许可的情况下,通常尽可能调节已知频率信号的频率,使荧光屏上显示的图形为圆或椭圆。这时被测信号频率等于已知信号频率。
由于加到示波器上的两个电压相位不同,荧光屏上图形会有不同的形状,但这对确定未知频率并无影响。
李沙育图形法测量频率是相当准确的,但操作较费时。同时,它只适用于测量频率较低的信号。
如何使用示波器?使用误区有哪些?
很多初级工程师在用多个探头测量电源的时候,刚一开机,电源产品就“炸机”,甚至损害示波器。
他们觉得,示波器不是直接把探头接到要测试的元件之间吗?我好像没有接错啊,为什么会这样啊?那是由于对示波器的通道和地的接法不了解。
示波器的多个探头在示波器内部是共地。所以在同时测量电源的原边和副边的时候,如果用一根探头接原边的地,另一个探头接副边的地,由于示波器的内部通道的地连接在一起,相当于把电源的原边和副边的地短路在一起了,然而原边和副边地之间是有电压差的,那么短路后的大电流容易烧坏产品和探头,甚至也可能损坏示波器。
在测试原边和副边电压的时候应该一侧用差分探头,一侧用普通探头。即使测试同一侧线路,探头的地线也要是共参考点。示波器的地又是通过电源地连接的。很多公司基本上都会在示波器前面加一个隔离变压器,这种方法挺好。有些公司直接剪断电源三相地的PIN脚,那样没有接地,用手摸示波器机壳,漏电流会加大。建议不要这样使用。
其实问题还不止是这些,如在动态的应用,探头之间运算的应用,测试电压值注意的事项等。大家都知道示波器的功能很强大,几乎没有不使用示波器的电子工程师,所以自己在使用示波器的时候一定要多想想,多试验,多了解示波器的功能,内部选项键之间的差别,了解不同示波器参数对测量的影响,那样就能更好的帮助我们
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