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                示波▃器的使用 - 示波器的基本實㊣ 驗

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                發表於 2019-12-12 17:17:15 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

                示波器※入門 - 什麽是示波器?

                對於如今的模擬和數字電路來說,示波器是進行電壓和定時測量的重要工具。當您最終從電子工程學校畢業,進入電子行業工㊣ 作時,您可能會發現在測試、驗證和調試設計方面,使用示波器這一測量工具的頻率要比任何其他儀器都要高得多。即使是在特定大︽學裏學習電子工程或物理專業的課程期間,示波器這一測量工具也是在各個電路實驗中用來測試和驗證實驗作業及設計的最常用儀←器。遺憾的是,許多學生永遠都不能完全掌握如何使用示波器。他們的使用模式通常是某個隨機旋鈕和按鈕,直到示波器顯示屏上奇幻般出現一個與他們要尋找的效果接近的圖片。但願在完成這一系列簡短的▓實驗後,您會對示波◣器是什麽以及如何更有效地使用它有了更好的了解。
                那麽,什麽是示波器?示波器是一種卐電子測量儀器,可以在無幹擾的情況下監控輸入信號,隨後以圖形方式采用簡單的電壓與時間格式顯示這些信號。您的教授在其學生時代使用的這類示波器可能就是完全基於模擬技術的示波器。這些采用早期技術的示波器通常稱為模擬示波器,具有限定的帶寬 (在附錄 B 中論述),不執行任何種類的自動測量,而且要求輸入信號是重復的 (連續出現並重復輸入信號)。
                您將在這一系列實【驗中 (可能會》貫穿大學及研究生學習的其余時間)使用的這類示波器稱為數字存儲示波器,有時僅稱為 DSO。或者,您可以使用混合信號示波器,該示波器∩將傳統的 DSO 測量模擬與邏輯分析測量相結合,有時稱為 MSO。請註意,所有⌒的數字實時示波器基本上只有DSO和MSO之分。其它的叫法都是在這兩種示波器的基礎上增加某些功能而已。今天的 DSO 和 MSO 可以捕◆獲並顯示重復信號或單沖信號,它們通常包括一系列自動測量和分析功能,借助這些功能您秒速快三必发bf6点cc颂可以比您的教授在學生時代更快速、更準確地體現設計和學生實驗的特征。
                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,然後只需開始使用其中一個測量一些基本的信號,如正弦波。獲得 DSOXEDK 教育培訓套件選項的許可後,Keysight Technologies InfiniiVision 2000 和 3000 X 系列示波器(在圖 1 中顯示)便會◢產生模擬和數字培訓信號。我們將在這一系列簡短實驗中使用其中許多信號,幫助您了解如何使用示波器這一最重要的電子信號測量儀器。
                Keysight InfiniiVision 2000/3000 X 系列示波器
                執行示波器測量時的第一@ 項任務通常是將示波器探↓頭連接在測試設備與示波器的輸入 BNC 接口之間。示波器探頭在測試點提供相對較高的輸入阻抗端子功能(高電阻,低電容)。高阻抗連接對於將測量儀器與測試電路☆分隔開來非常重要,因為我們不希望示波器及其探頭改變◤測試信號的特征。
                有多種不同種類的示波器探頭可用於特⌒定類型的測量,但是您今天將使用的探頭是最常用的探頭類型,稱為 10:1 無源電壓↑探頭,如圖 2 所示。“無源”僅意味著此類型的探頭不包括任何“有源”組件,如∏晶體管和放大器。“10:1”意味著此探頭將以 10 為常量衰減示波器輸入中接收的輸入信號。
                圖2. 無源 10:1 電壓探頭


                使用標準的 10:1 無源√探頭時,應在◆信號測試點與地面之間執行所有的示波器測量。換句話說,您必須 將探頭的接地夾接地。若被測點是浮地的,我們不建議使用此類探頭直接測量電ζ路中組件之間的相對電壓。如果需要測量未接地組↓件內的電壓,則在使秒速快三必发bf6点cc疗用示波器的兩條通道相對於地面測量組件兩端的信號時,可以使用示波器的減法數學函數(在實驗 #13 期間介紹),或者可以使用特殊的差分有源探頭。另外還應註意,絕不應使示波器的部件成為被測電路功能結構的一部分。
                圖 3 顯示了使用示波器的默認 1 MΩ 輸入選擇 (這是使用此類探頭時必需的)連接到示波器時的 10:1 無源探頭的電子ω模型。請註意,許多較高帶寬的示波器還具有用戶可選擇的 50 Ω 輸入端子選擇,這種選擇通常用於有源探頭端子和/或使用 50 Ω BNC 同軸電纜從 50 Ω 電源直接輸入信號時。


                圖3. 連接到示波器的 1 MΩ 輸◎入阻抗的 10:1 無源探頭的簡化示意圖
                盡管無源探頭和示波器的電子模型包括固有/寄生電容 (非設計)以及特意設︻計的補償電容網絡,但是◥現在讓我們忽略這些電容元件,並︾分析低頻或直流電輸入條件下此探頭/示波器系統的理想信號行為。
                從探頭/示波器電子模型中刪除所有的電容組件後,只剩下與示波器的 1 MΩ 輸入阻抗串ω 聯的 9 MΩ 探頭端部電阻。探頭端部的凈輸入電阻則為 10 MΩ。使用歐姆定律,您會發現示波器輸入處接收的電壓電平將為探頭端部處電⊙壓電平的
                1/10 (Vscope = Vprobe x (1 MΩ/10 MΩ))。
                這意味著,使用 10:1 無源探頭時,示波器測量☆系統的動態範圍已被擴展。換句話說,與使用 1:1 探頭測量的信號相比,您測量的信號幅度可高出 10 倍。此
                外,示波器測量系統 (探頭 + 示波器)的輸入阻抗將從 1 MΩ 增加到 10 MΩ。這是好事,因╳為較低的輸入阻抗可以負載測試設備 (DUT),但是會更改 DUT 內的實際電壓電平 (這不是好事)。盡管凈輸入阻抗〇 10 MΩ 確實很大,但是您必須記住,必須要考慮到與探測設備的抗阻相關的這一負載阻抗量。例如,具有 100 MΩ 反饋電阻器的簡單運算放大器電路可能會在示波器上提供一些錯誤的讀數。
                如果您在電路實驗中使用 Keysight 3000 X 系列示波器,則此示波器☉將自動檢測並將探頭衰減常數設置為 10:1。如果∞您使用 Keysight 2000 X 系列示波器,則必須手動輸入探頭衰減常數 (10:1)。示波器知道探頭衰減秒速快3官网下载常數後 (自動檢測或手動輸入),會提供所有垂直設置的補償讀數,以便將所有的電壓測量引用到探頭端部的無衰減輸入信號。例如,如果您探測 10 Vpp 信號,則在示波器輸入處收到的信號實際上僅為 1 Vpp。但是,由於示波器知道您使用的是 10:1 分壓器探頭,因此示波器在執行電壓測量時將報告看到了 10 Vpp 的信號。
                到達實驗 #5 (補償您的 10:1 無源探頭)時,我們將回過∑ 頭研究此無源探頭模型,並說明電容組件。探頭/示波器電子模型中的這些元件將影響組合示波器和探測系統的動態/交流電性能。
                示波↙器前面板

                首先讓我們了解示波器上最重要的控件/旋鈕。在示波器頂部附近是“水平”控件,如圖 4 所示。較大的旋鈕用於設置水平刻度調整 (秒/格)。此控件可用於設置顯ㄨ示波形的 X 軸刻度調整。一個水平“格”為每個垂直網格線之間的 Δ-time。如果要查看更快的波形 (頻率較高的信號),則將水平刻度調整設置為較小的 sec/div 值。如果要查看更慢的波形 (頻率較慢的信號),則∴通常將水平刻度調整設為較高的 sec/div 設置。“水平”部分中較小的旋鈕可用於設置波形的水♀平部分。換句話說,使用此控件可以左右移動波形的水平位置。示波器的水平控∑件(s/div 和位置)通常稱為示波器的主要“時基”控件。值得註意的是,旋鈕都是可以按下的。用來調整時基設置的旋鈕按下是在精調與粗調之間切換。用來控制水平位移的旋鈕按下可以迅速將波形的偏移歸零。
                圖4. 示波器水平 (X 軸)控件
                示波器底部附近垂直部分(在輸入 BNC 的正上方)中的控件/旋鈕(請參考圖 5)可用於設置示波器的垂直刻度調整。如果使用雙通道示波器,則有兩對垂直刻度調整控件」。如果使用四通道示波器,則有四對垂直刻度調整控〖件。垂直部分中每個輸入通道的較大旋鈕可用於設置垂直刻度調整系數 (伏/格)。這是波形的Ψ Y 軸圖形刻度調整。一個垂直“格”為每個水全天秒速快三人工计划平網格線之間的 Δ-volts。如果要查看相對較大的信號 (高峰峰值電壓),則通常將 Volts/div 設置設為相對高的值。如果查看小的輸入信號電平,則應將 Volts/div 設置設為相對低的值。垂直部分中每黑平台秒速快3作弊软件下载個通道的較小控件/旋鈕是位置/偏移控件。您可以使用此旋鈕在屏幕上上下移動波形。垂直調整『旋鈕也是可以按下的。用來調整通道垂直分辨率的旋鈕◎按下是在精調與粗調之間切換。用來控制垂直位移的旋鈕按下可以迅速將波形的垂直偏移歸零。
                圖5. 示波器垂直 (Y 軸)控件
                另一個非常重要的示波器設置變量是觸發電平︽控件/旋鈕,如圖 6 所示。此控制旋鈕⊙位於示波器前面板中心附近,標記為觸發的部分下方。觸發可能是示波器被了解得ㄨ最少的方面,但該功能是示波器中您應了解的最重要功能之一。在進入實踐實驗時,我們將更為詳細地介紹示波器觸發。
                圖6. 示波器觸發電平控件
                閱讀下面實驗中的說明時,任何時候都●會看到一個用方括號括住的粗體字,如 [ 幫助],這是位於指示波器右側的一個前面板鍵 (或按鈕)。按下該鍵時,具有與該特定前面板功能關聯的“軟鍵”選擇的唯一菜單將被激活。“軟鍵”是位於示波器顯示屏下方的 6 個鍵/按鈕。根據激活的菜單,這些鍵的功能會發生變化。
                現在♀找到圖〗 7 中顯示的 Entry 控制旋鈕。這是示波器顯示屏右側位於黑色陰影區域中的旋鈕。我們會非常頻繁地使用此旋鈕來更改一系列不具備專用前面板控件的設置變量和選擇。選擇軟△鍵時,任何時候您☆都會看到綠色的彎曲箭頭 ,這指示 Entry 旋鈕可用於控制此變量。請註意,此旋鈕還用於設置波形亮度級別。讓我們開始使用示¤波器進行測量!
                圖7. 示波◇器通用 Entry 控件
                示波器基本實驗 #1:對正弦波執行測量

                在第一個實驗中,您將學習如何使用示波器的水平和垂直刻度調整控件來正確設置示波器,從而顯示重復正弦波。此外,還將學習如何對此信號執行一些簡單的電壓和々定時測量。
                1 將一個示波器探○頭連接到通道 1 輸入 BNC 和標記為“Demo1”的輸出端子之間,如圖 8 所示。將此探頭的接↘地夾連接到中心端子 (接地)。
                圖8. 將通道 1 和通道 2 輸入之間的探頭連接到培訓信號輸出端子
                2. 將第二個示波器探頭連接到通道 2 輸入 BNC 和標記為“Demo2”的輸出端子之間,如圖 8 所示。將此探頭的接地夾連接到中心端子。
                3 按前面板右上部分附近的 [默認設置] 鍵。默認設置會將示波器置於工廠預設配置中。這不僅會將示波器的 X 和 Y 刻度調整系數設置為預設值,而且還會關閉某個學□ 生可能使用的任意特殊操作模式。
                4 按 [幫助] 前面板鍵 (在通道 2 垂直〖控件旁邊)。
                5 按示波器顯示屏下方的培訓信號軟鍵。
                6 使用 Entry 旋鈕選擇正弦信號 (列表頂部),然後按輸☆出軟鍵將其打開。現在,Demo1 端子上應存在正弦波,但是還不能使用示波器秒速快3官方网的默認刻度調整系數來識別。我們現在將⌒調整示波器的垂直和水平設置,以擴展此波形並將此波形位於顯示屏的中心。
                7 順時針旋轉通道 1 V/div 旋鈕,直到您看到顯示的波形覆蓋屏幕一半以上。正確的設置應為 500 mV/div,在顯示屏左上角附近顯示為“500mV/”。
                8 順時針旋轉 s/div 旋鈕 (“水平”部分中的∮大旋鈕),直到您觀察到顯示屏■上出現正弦波的兩個以上周期。正確的設置應為 50 ns/div,在顯示屏頂部中間附近顯示為“50.00ns/”。您的示波器的顯示屏現在應與圖 9 類似。至此我們完成了時基的基本設置。
                圖9  用於查看ω正弦波培訓信號的初始設置
                9  旋轉“水平”位置旋鈕,左右移動波形。
                10 按“水平”位置旋鈕,將其設回到零 (在中心屏幕上顯示為 0.0 秒)。
                11 旋轉通道 1 垂直位置旋鈕,上下移動波形。請註意,左側的地指示器也會上下移動,並告知我們此波形上 0.0 伏 (接地電平)所在的位置。
                12 按通道 1 垂直位置旋鈕將接地 (0.0 V) 設回中心屏幕。
                現在,讓我們對此重復正弦波執行一些測量。請註意,示波器的顯示◥屏基本上是 X - Y 圖形。在我們的 X 軸(水平)上,我們可以測量時間,在我們的 Y 軸(垂直)上,我們可以測量電壓。在許多電子工程或物理課程作業中,您可能計算過電子信號並在圖紙上采用類似的格式畫過圖,只不過是靜態的。或者,您或許使用過各種 PC 軟件應用程序自動畫過波形圖。將重復輸入信號應用於示波器時,我們可以觀察到︻波形的動態 (持續更新)圖。
                我們的 X 軸包含◥分布於屏幕上的 10 個主要格,每個主要格均等於秒速快3平台上光大乐园gd567 sec/div 設置。在這種情況下,每個水平主要格均表示 50 納秒(假設示波器的時基設置為 50.0 ns/div,如前文所述)。由於屏幕中有 10 個格,因此示波器從顯示屏的左側到顯示屏的右側顯示 500 ns(50.0 ns/div x 10 格)。請註意,每個主要格還被分ω 為 4 個次要格,在中心水平軸上顯示為勾選標記。每個次☆要格▓則表示 1/4 div × 50 ns/div = 12.5 ns。
                我們的 Y 軸包含 8 個主要格(垂直方向),每個主要格均等於 V/div 設置,應設置為 500 mV/div。在此設置下,示波器可以測量高為 4 Vp-p(500 mV/div x 8 格)的信號。每個主要格分為 5 個次要格。每個次要格 (在中心垂直軸上表示為勾選標記)則均表示 100 mV。
                13 通過將一個上升沿 (中心屏幕)的 0.0 V 電平到下一個上升沿的 0.0 V 電平的格 (主要╳和次要)數累〇加起來,然後乘以 s/div 設置 (應為 50.0 ns/div),估算其中一個正弦波的周期 (T)。T=  _____________
                14 此正弦波的頻率是多少 (F = 1/T)。F = _____________
                現在,讓我們估算這些正弦波的峰峰值電壓電平,但是首先,讓我們對垂直設置進行幾項較小調整,從而幫助我們更準確地執行此測量。
                15 調整通道 1 垂直位置旋鈕 (亮起的“1”鍵下面較【小的旋鈕),直到正弦波的
                負峰與其中一個主要格線 (或網格線)相交。
                16 接下來,調整水平位置旋※鈕 (前面板頂部附近的較小旋鈕),直到正弦波的秒速快3全天计划一
                個正峰與具有次要格勾選標記的中心垂直軸相交。
                17 現在,通過將正弦波的負峰到正峰的格 (主要和次要)數累加起來,然後乘以 V/div 設置 (應為 1 V/div),估算此正秒速快三上必发彩票bf03弦波的峰峰值電壓。Vp-p = _____________
                現在,讓我們使用示波器的“光標”功能來執行上述相同的電壓和定時測量,但不必累加格數,然後乘以刻度調整→系數。首先,找到前面板“測量”部分中的“ 光標”旋鈕,如圖 10 所示。
                圖 10 . 測量光∑ 標旋鈕
                18 按光標旋鈕;然後旋轉此旋鈕,直到“X1”突出顯示;接著再次按此旋鈕進行選擇 (如果您不是在旋轉選中“X1”光標後第二次按此旋▂鈕,可能會出現超時現象,隨後 X1 光標將自動被選中,且該菜單將關閉)。
                19 旋轉▅光標旋鈕,直到 X1 光標 (#1 定時標識)在特定電壓電平下與正弦波◥的某一上升沿相交。提示:在波形的某一◤點對齊光標,波形在該點與某一水平網格線交叉。
                20 再次按光】標旋鈕;旋轉此旋鈕直到“X2”突出顯示;然後再次按此旋鈕進行選擇。
                21 旋轉光標旋秒速快三怎么计算鈕,直到 X2 光標 (#2 定時標識)在相同電壓電平下與正弦波的下一上升沿相交。
                22 再次按光標旋鈕;旋轉此旋鈕直到“Y1”突出顯示;然後再次按此旋鈕進行選擇。
                圖 11. 使用示波器的光標▲測量
                23 旋轉光標旋鈕,直到 Y1 光標 (#1 電壓標識)與正弦波的負峰相交。
                24 再次按光標旋鈕;旋轉此旋鈕直到“Y2”突出顯示;然後再次按此旋鈕進行選擇。
                25 旋轉光標旋鈕,直到 Y2 光標 (#2 電壓標識)與正▆弦波的正峰相交。
                26 此信號的周期、頻率和峰峰值電壓 (光標讀數在顯示屏的右側)是多少?
                ΔX = _____________ 1/ΔX = _____________ ΔY(1) = _____________
                用於測量示波器上的時間和電壓的最常用方法是我秒速快三系统下载們最初使用的“將格累加起來 ”方法。盡管必須將格累加起來,然後乘以示波器設置,但是熟悉其示波器的工程師可以快速估算信號的電壓和定時參數,有時大致的估算是了解信號是否符合測試要求快速的手段。
                使用光標進行測量更準確一點,並能從測量中▽去除猜測因素。今天∞的大多數示波器還提供了一種自動執行許多參數測量的更準確且更快的方式。當我們開始對一些數字信號執行某些測量時,我們將回過頭使用實驗 #10 期間〖示波器的自動參數測量。但是現在,我們需要回過頭來了解示波器的觸發功能。
                示波器基本實驗 #2:了解示波器觸發的基本知識

                正如前面所說,示波器觸發可能是◥示波器最重要的功能。如果要從示波器測量中獲得最多收益,應了解此功能。嘗試對今天許多更復雜的數字信號執行測量↙時,此功能特別重要。遺憾的是,示波器觸發是示波器操作中被了解得最少的方面。
                可將示波器“觸發”看作“同步圖片獲取”。當示波器捕獲並顯示重復輸入信號時,每秒可獲取輸入信號的數萬個圖片。為了查看這些ζ 波形 (或圖片),必須將圖片獲取與“某一刻”同步。“某一刻”是輸入信號中的唯一時間點,或者在使用示波器的多個通道時,是基於輸入信號的布爾組合的唯一時間點 (邏輯“碼型 ”觸發)。
                示波器觸發的模擬情景是賽馬比賽終點的照片。盡管不是重復事件,相機快門必須與頭馬鼻子通過終點線的那一刻同步。在賽〗馬開始和結束之間的某一時間隨機獲取賽馬圖片,類似於查看示波器上未觸發的波形。
                要更好地了解示波器觸發,讓我們對實驗 #1 中使用的我們熟悉的正弦波執行更多測量。
                1 確保您的兩個示波器探頭始終分別連接到標記□ 為 Demo1 和 Demo2 的端子與通道 1 和通道 2 輸入 BNC 之間。
                2 按下示波器〇前面板上的 [默認設置]。
                3 按 [幫助],然後按培訓信號軟鍵。
                4 使用 Entry 旋鈕選擇“正弦”培訓信號,然後按下輸出軟鍵將其打開。
                5 將通道 1 的 V/div 設為 500 mV/div。
                6 將示波器的時基◥設置為 50.00 ns/div。
                7 按 [觸發] 前面板鍵。
                您的示波器的顯示屏現在與圖 12 類似。如果使用示波器的默認觸¤發條件,則此信號與 0.0 V 電平(觸發電平設置)交叉時,示波器應秒速快3是正规的吗在通道 1 探測並捕獲的正弦波的上升(斜率選擇)沿(觸發類型選擇)上觸發。如▲果水平位置控件設置為 0.0 秒 (默認設置),則∮此時間點顯示在中心屏幕上。在觸發點之前捕獲的波々形數據 (顯示屏左側)被視為負時間數據,而在觸發之後捕獲的波形數據(顯示屏右側)被視為正時間數據。
                圖12. 於 0.0 伏時在通①道 1 的上@ 升沿上觸發示波器


                請註意,顯示屏頂部附近“填充的”橙色三角形指示觸發時間點 (0.0 s) 所在的位置。如果調整水平延遲/位置,此橙色三角形會從中心屏幕移走。中心屏◎幕上的“空心”橙色三角形 (僅在延遲/位置不是 0.0 s 時才可見)指示使用示波器的默認“中心”參考時延遲設置的時間位置。
                8 順時針旋轉觸發電平旋鈕,可增加觸發電平電壓設置。
                9 逆時ξ 針旋轉觸發電平旋鈕,可減小觸發電平電壓設置。
                增加觸發電平電壓設置時,應觀察到正弦波在一定時間內會向左側移動。如果減少觸發電平電壓設置,則正弦波會向右側移動。最初旋轉觸發電平旋鈕時,水平的橙色觸發電平指示器將出現,實↑際觸發電壓設置始終顯示在示波器顯示屏的右∮上角。如果停止旋轉觸發電■平旋鈕,則橙色觸發電平指示器將超時,且在幾秒鐘後會消失。但是,左側的波形格線區域外側仍會顯示一個黃色的觸發電平指示器,以指示觸發電平相對於波形的設置位置。
                10 旋轉觸發電平旋鈕,以將觸發電平設置為恰好 500 mV(在中心屏幕上 1 格)。請註意,實際觸發電平◣顯示在顯示屏的右上角。
                11 按斜率軟鍵,然後選擇下降沿觸發條件∏。
                現在,正弦波應反轉 180 度,波形的下降沿將與中心屏幕同步,如圖 13 所示。
                圖 13. 在 + 500 mV 下於正弦波的下降沿上觸發
                12 增加觸發電平電壓設置,直到橙色電平指示器位於正弦波正峰上方 (大約 +1.5 V)。在正弦波上方設置觸發電平時,示波器的采集◥和顯示 (重復圖片獲取)不再與輸入信號同步,因為示波器在此特定觸發電平設置下∴找不到任何邊沿交叉。您示波器◤的顯示屏現在與圖 14 類似。示波器現在處於“自動觸發”模式下。
                圖14. 在輸入信號上方設置觸發◢電平時自動觸發
                自動觸發是示波器的默認觸發模▲式∏。當示波器使用自動觸發模式時,如果示波器在一段時間 (時間會發生變化且取決於示波器的時基設置)後找不到有效的觸發條件(在這種情況下正弦波的邊沿交叉),則示波器將生成其各自的異步觸發,並開始在隨機時間獲取輸入信號圖片 (采集)。由於“圖片獲取”現在是隨機的,而不是與輸入信號同步,因此我們看到的只是屏幕中波形的“模糊”畫面。此波形的“模糊”畫面會提秒速快3 上光大乐园gd567示我們,示波器不會在輸入信號上觸發。
                13 按觸發電平旋鈕,以將觸發電平自動設置為約 50%。
                14 從 Demo1 端子斷開▓通道 1 探頭連接。
                從信號源斷開通道 1 探頭連接後,現在應看到基線 0.0 V 直流信號。因為有了此 0.0 V 直流信號,我們不再╳具有邊沿交叉,因而示波〇器不會觸發;示波器再次“自動觸發”是為了向我們顯示此直流電平信號。
                除了默認的自動觸發模式外,示■波器還具有另一種用戶可選擇的觸發模式,稱為正常觸發模式。現在,讓我們看一下正常觸發模式與自█動觸發模式有何不同。
                15 將通道 1 探頭重新連接到 Demo1 端子。您應該會再次看到觸發的正弦波√。
                16 按 [模式/耦合] 前面板鍵 (在觸發電平旋鈕右側)。
                17 旋轉 Entry 旋鈕將觸發模式選擇╲從自動更改為正常。此時,您應該看不》出顯示波形中有任何差異。
                18 再次從 Demo1 端子斷開通道 1 探頭連接。
                現在,您應看到探頭斷開連接之前發生的最後一次采集 (最後一張圖片)。我們看不到自動秒速快三在线人工计划觸發模式顯示的 0.0 V 直流電平軌跡。如果選擇正常觸發模式,則當且僅當 示波器檢』測到有效的觸發條件 (在這種情況下為邊沿交叉)時示波器僅會顯示波形。
                19 順時針旋轉觸發旋鈕,以便將觸發電平設置在 +1.50 V(在我們的正弦波上方)。
                20 將通道 1 探頭重新連接到 Demo1 端子。
                正弦波現在已連接且▼正在輸入到示波器,但是此信號的重復顯示在哪裏?由於我們使用的是正常觸發模式,因此示波器依→舊需要有效的邊沿交叉,但▃是由於觸發電平設置在波形上方 (@ +1.50 V),因此不存在有效的邊沿交叉。正如我們使用正常觸發模式看到的一樣,對於波形的位置我們沒有任何線索,我≡們無法測量直流電源。
                21 按觸發電平旋鈕,以將觸發電平自動設置為約 50%。示波器應該開始再次顯示重復波形。
                一些較早使用的示波器將我們今天稱為正常的觸發模式叫作“觸發的”觸發模式,實際上可能是此觸發模式的更具體的說明№性術語,因此在此模式下,示波器僅在發現有效的觸發條件時才觸發,不會生成自動觸發 (異步觸發,以生成▅異步圖片獲取)。稍顯矛盾的是,正常觸發模式不是“通常”使用的觸發模式,它不是示波器的默認觸發模式。通常使用的觸發模式為自動觸發模式,是示波器的默認觸發模式。
                此時,您可能會好奇要何時使用正常觸發模式。當觸發事件不是頻繁發生時 (包括單沖事件),應使用正常觸發模式。例如,如果您將示波器設置為顯示非常窄的脈沖,但是如果此脈沖只以 1 Hz 的頻㊣率出現 (每秒出現一次),並且如果示波器的觸發模式被設置為自動觸發模式,則示波器會生成許多異步生成的自動觸發,而不能卐顯示罕見的窄脈沖。在這種情況下,您需要選『擇正常觸發模式,這樣示波器將等到獲取有效的觸發事件後,才顯示波形。稍後,我們將在今後實驗期間連接到這類信號。但是現在,讓我們了解有關在噪聲信號上觸發的更多信息。
                示波器基本實驗#3:觸發噪聲信號

                重復正弦波大概是示『波器觸發的信號中最簡單的一種類型。但是,在真實世界中,信號不是如此簡單。在本①實驗中,我們將了解學習如何在嘈雜的環境 (真實】世界情況)中觸發信號,還將學習如何使用波形平均化消除數字化〗波形中的噪聲。
                1 確保您的兩個示波器探頭始終分別連接到標記為 Demo1 和 Demo2 的端子與通道 1 和通道 2 輸入 BNC 之間。
                2 按下示波器前面板△上的 [默認設置]。
                3 按 [幫助],然後按培訓信號軟鍵。
                4 如果使用 Entry 旋鈕,此時應選擇“帶噪№聲的正弦”信號,然後按下輸出軟鍵將其打開。
                5 將通道 1 的 V/div 設為 500 mV/div。
                6 將示秒速快三赛车网址波器的時基設置為 200.0 s/div。
                即使示波器的默認設置條件將示波器配置為於 0.0 V 時在上升沿觸發,示波器也會在此噪聲正弦波的上升沿和下降沿觸發,如圖 15 所示。示波器實際上僅在上升沿觸發。但是,當示波器在正弦波的下降沿觸發時,實際上是在正弦波上隨機噪聲的上升沿觸發。
                圖15. 嘗試在嘈雜的環境中觸發信號
                7 通過將時基設置為 200.0 ns/div,驗證示波器是否在噪♀聲的上升沿觸發。
                8 將示波器的時基設回到 200.0 s/div。
                那麽,我們如何在僅與正弦波 (無噪聲)的上升沿重合的情況下使示波器觸發?現在,讓我們更多地了解一些示波器的用戶可選擇觸發耦合選項。
                9 按 [模式/耦合] 前面板鍵 (觸發電平旋鈕旁邊)。
                10 按高頻抑制軟々鍵,以打開“高頻抑制”濾波器。
                向示波器輸入的信號實際上被拆分並沿著示波器內部的兩條不同模擬路徑向下發送。沿著其中一秒速快三能玩吗條路徑向下的信號將被示波器的采集系統捕獲 (圖片獲取系
                統)。類似的信號沿著一條單獨的路徑向下發送,由示波器的模擬』觸發電路處理。(請參考附錄 A 中顯示的示波秒速快3器框圖。)選擇高頻抑制後,由示波器的模擬觸發電路處理的信號首先通過 50 kHz 低通▲濾波器。由於噪聲由廣泛連續的頻率組成,包括高頻率分量,因此觸發電路隨後會“看到”消除/衰減了大部分噪聲○的正弦波,而沿著采集路徑向下發送的信號不受影響 (噪聲被保留)。這樣,我們就會看到噪聲,如圖 16 所示,但是示波器的觸發電路看不到噪聲。但是有一些限◎制。
                圖16. 使用高頻抑制觸發噪聲正弦波
                由於高頻抑制濾波器基於固ㄨ定的 50 kHz 低通硬件濾波器,因此不能在更高頻率的信號上使用。這種 50 kHz 低通∮濾波器不影響我們的 1 kHz 正弦波培訓信號。但是,如果我們嘗試在 20 MHz 噪聲正弦波上使用觸發高頻抑制,則 50 kHz 濾波器將“消滅”噪聲和基本 20 MHz 正弦波,使其不可能觸發任何信號。但是,我們還有兩個選項。
                11 再次按高頻抑□制軟鍵,將其關閉。示波器應再次在正弦波的上升沿和下降沿 觸發。
                12 按噪聲抑︾制軟鍵,以打開“噪聲抑制”濾波器。
                噪聲抑制濾波器不是基於頻率,而是基於幅度。盡管我們討論了單觸發電平,實際上信號必須交叉通過兩個電平才能被鑒定為有效觸發。這稱為“觸發滯後”,有時稱為“觸發靈敏度”。大多數示波器的默認觸發靈敏度為 0.5 格。這意味著,輸入信號必須擺動至少 0.5 格 (峰到峰)才能被鑒定為有效觸發條件。但是,這也意味著,當噪聲超過越 0.5 格 (峰到峰)時,示波器會觸發噪聲。選擇噪聲抑制時,示波器的滯後被擴展到約 1.0 格 (峰到峰)。對於這種特定的噪聲正〗弦波,大多數時候,1.0 格的觸發滯後可以解決我們遇到的問題。您可能會註意到示波器的顯示屏上有一些“閃光”現象。這意味著,1.0 格的滯後相◣當不足。另一種解決方案是使用示波器的觸發釋抑功能,我們將在實驗 #7 期間討論。
                從帶有噪聲的此正弦波的測量離開之前,如果您想要查看此正弦波並對其執行測量,但卻沒有隨機噪聲,情況會怎樣?
                13 按高頻秒速快三約必发bf6点cc抑制軟鍵。現在,高頻抑制濾波以及噪聲抑制◥濾波都應打開,為我們提供一種非常穩定的觸發。
                14 按前面板波形區中的 [采集] 鍵 (就在光標旋鈕下方)。
                15 旋轉 Entry 旋鈕將示波器的采□集模式從正常更改為平均。
                選擇平均采集模式時,示波器會對多個波形采集一起進行平均操作。如果信號中的噪聲是隨機的,則噪聲分量◤會平均出來,因此我們隨後可以僅對基本信號分量執行更準確的測量,如圖 17 所示。
                圖17. 使用示波器的平均采集模式消除噪聲
                16 使用我們在實驗 #1 中學到的測量技術〓確定以下各項:
                周期 = _____________頻率 = _____________ Vp-p = _____________
                示波器基本實驗 #4:記錄和保存示波器測試結果

                完成各種電路實驗作業後,您的教授可能需要您詳細描寫測試報告。可能需要包括實驗報告中測量的秒速快三投注上光大乐园gd567圖像 (圖片)。此外,如果您不能在某個會話期間完成實驗作業,則可能需要稍後繼續測試。但是,如果您可以從中斷的地方恢復,效果會好,您不必重新設置示波器,可能也不必重新采集波形。在本實驗中,您將了解如何保存並調用各種示波器文件類型,包括圖像、參考波形和設置。對於本實☉驗,您必須有權訪問個人 USB 存儲設備。
                1 確保您的兩個示波器探頭始終分別連接到標記為 Demo1 和 Demo2 的端子與通道 1 和通道 2 輸入 BNC 之間。
                2 按下示∑ 波器前面板上的 [默認設置]。
                3 按 [幫助],然後按培訓信號軟鍵。
                4 使用 Entry 旋鈕選擇“正弦”波形,然後按下輸出軟鍵將其打開。
                5 將通道 1 的 V/div 設為 500 mV/div。
                6 將示波器的時基設置為 100 ns/div。
                此時,您應該會看到正弦波的五個△周期,如圖 18 所示。現在,讓我們保存此圖像 (圖片)、保存波形,並保存設置。
                圖18. 我們要保存以便歸檔及隨後分析的正弦波的五個周期
                7 將您的個人 USB 存儲設備插入示波器的前面板 USB 端口。
                8 按前面板文件區中的 [保存/調用] 鍵 (在光標旋鈕下方)。
                9 按保存軟鍵,然後按格』式軟鍵。
                10 使用 Entry 旋鈕選擇 PNG 24 位圖像 (*.png)。
                11 按保存到(或按下選擇)軟鍵,然後使用 Entry 旋鈕指向 \usb。
                12 按文件名軟鍵,然後旋轉 Entry 旋鈕並為此文件提供名稱。現在,我們將其稱為“test”。
                13 旋轉通用 Entry 旋鈕時,字母數字字符串將彈出。只需撥號到第一個△字母(在本例中為“t”),然後按 Enter 軟鍵,或按 Entry 旋鈕。
                14 對此文件名中其余的每個字符重復步驟 #13。
                15 按刪除軟鍵,從默認文件名中刪除其余所有字符。
                16 按增量軟鍵,以關閉自動增量 (框應為黑◤色)。請註意,如果自動增量已啟用,則示波器將自動增加與文件名關聯的數字。如果您打算保存多個圖像,則這可能非常有用,您無需在每個保存操作之間手動重新輸入不同的文件名。
                17 按下▲按下以保存軟鍵。
                您的 USB 存儲設備現在應具有與圖 18 類似的示波器顯示屏的存儲圖像。文件名應為“test.png”。您可以打開此文件或隨後將其插入 Microsoft-Word 文檔,以查看它是否真的在那裏。現在,讓我們來保存示№波器的設置條件。
                18 按下 [保存/調用] 前面板鍵。
                19 按保存軟鍵,然後按格式軟鍵。
                20 使用 Entry 旋鈕選擇設置 (*.scp)。
                21 按保存到(或按下選擇或←位置)軟鍵。
                22 使用 Entry 旋鈕指向 \usb,然後按 Entry 旋鈕。
                23 按文件名軟鍵。您會看∏到以前輸入的文件名將變為新的默認文件名。由於“設
                置”文件格式使用其他文件擴展名,因此可以使用相同的文件名。
                24 按下按下以保存軟鍵。
                USB 存儲設備現在應該具有名為“test.scp”的文件,其中包含示波器的當前設置配置。我們將在以後調用此設置配置。請註意,您還可以將設置保存到示波器內部的某個閃存寄存〇器。但是,接下來可能使用此示波器的某個學生會用他/她的設秒速快三的官网置覆蓋此存儲寄存器。因此,作為學生,使用共享示波器借助自己的個人存儲設備保存示波器設置和波▽形始終是很好的方法。現在,讓我們保存參【考波形數據文件。
                25 按下 [保存/調用] 前面板鍵。
                26 按保存軟鍵,然後按格式軟鍵。
                27 使用 Entry 旋鈕選擇參考波形數據文件 (*.h5)。
                28 按保存到(或按下選擇)軟鍵。
                29 使用 Entry 旋鈕指向 \usb,然後按 Entry 旋鈕。
                30 按文件名軟鍵。重申一下,我們不需要定義新的◆名稱,因為此文件格式還具有唯一的文件擴展名 (test.h5)。
                31 按下按下以保存軟鍵。
                請註意,我們在前面保存 .png 文件類→型後,這僅是示波器顯示的像素映射。此類文件不能回調到示波器中,而且無法對此類文件中存儲的數據執行測量。此類文件以及 .bmp 文件類型主①要對歸檔目的 (如納入實驗報告中)非常有用。但是,我們剛剛存儲的“參考波形”數據文件 (.h5) 會將電壓與時間數據作為 X-Y 對來保存。此類文件可以回調到示波器中,以便以後進行文件。您還可以將此類文件回調到許多 PC 應用程序中,以便進行更廣泛的脫機分析。
                既然我們已保存了示波器的設置配置,而且還保存了波形 (正弦波的四個周期),讓我們看一下是否可以調用這些文件。不過,首先我們會從默認設置開始,目的是破壞您在屏幕上看到的當前設置和波形。
                32 按下 [默認設置]。
                33 按下 [保存/調用]。
                34 按下調用軟鍵,然後↑按下一個調用軟鍵。
                35 使用 Entry 旋鈕選擇設置作為要調用的文件類型。
                36 按位置(或按下選擇或調用自)軟鍵,然後使用 Entry 旋鈕指向“test”。 37 按按下以調用軟秒速快3提前开奖软件鍵,或者按 Entry 旋鈕。
                我們應該剛將示波器的設置恢復到其以前的配★置。但是,示波器不會保存培訓信號∑的狀態。因此,此時我們看到的唯一波形應為基線 (0.0 V) 信號,因為探頭的輸入中沒有出現信號。現在,讓我□ 們調用以前保存的波形。
                38 按調用軟鍵,然後使用 Entry 旋鈕選擇參考波形數據 (*.h5)。
                39 按調用自(或按下選▆擇或位置)軟鍵,然後使用 Entry 旋鈕指向“test”。 40 按按下以調用軟鍵,或者按 Entry 旋鈕。
                現在,您應該使用以前的設置配置查看我們已存儲的正弦波版本 (以及活動 0.0 V 基線信號),如圖 19 所示。此時,您可以更改設置 (如☆果您願意),還可以繼續對此存儲的波形執行測量。請註意,保存/調用數據後,您可以隨時刪除您的 USB 存儲設備。
                圖19. 調用示波器的設置配置和波形
                示波器基本實驗 #5:補償 10:1 無源探頭

                既然您已完成了此示波器培訓指南中的前四個實秒速快3驗,應該在一定程度上熟悉了如何使用示波器進行基本電壓和定時測量,讓我們回過頭來再次討論探測。在本指南的入門部分中,我們々簡要討論了探測,並顯示了 10:1 無源探頭和示波器的輸入組合的電子♀輸入模型。探頭和示波器的此電子模型在此處再次顯示在圖 20 中。
                圖20. 連接到示波器的 1 MΩ 輸入阻抗的 10:1 無源探頭的簡化示意圖
                如果您記住了,就說明系統已指導您忽略此電子模型中的電容組件,只考慮阻性組件。當前我們只觀察阻性組件時,我們已確定探頭的 9 MΩ 探ㄨ頭端部電阻以及示波器的 1 MΩ 輸入阻抗建立了 10:1 分壓器比率。對於低頻或直流電應用,忽略電容元件是比較◥適宜的。但是,如果您需要測量動態信號 (示波器的主要測量應用),則不能忽略此電子模型的電容元件。
                所有示波器探頭和示波器輸入中本身都固有寄生電容。這些包括探頭電纜電容 (C 電纜),以及示波器的輸入電容 (C 示波器)。“固有/寄生”僅意味著電子模型的這些元件非有意設計,而是真實電子世界中原】本就存在的。固有/寄生電容的數量隨著示波器的不同和〓探頭的不同而異。但是,如果沒有其他的設計電容組件來補償系統中固有的電容元件↘,則系統在動態信號條件 (非直流)下的阻抗會從探測系統的整體動態衰減改為不同於所需的 10:1 比率。沿著可調補償電容 (C 組件)分布其他/設計的探針電容器 (C 探針)的目的是建立與 10:1 的@阻性衰減匹配的電容阻抗衰減。正確調整補償電容時,這還可以確保與 9 MΩ 電阻器並列的探針電容的時間常數,和與示波器的 1 MΩ 輸入電阻器並列的固有和補償電容的時間常數匹配。
                我們不會花很多時間討論這一原理,只々是連接到某個信號,並了解欠補償、補償過度和適當補償的影響。但是,首先應註意我們會將通道 1 探頭連接到前一個實驗中的其他端◥子。
                1 將兩個 示波器探頭連接到標記了探頭補償的端子。請註意,這與稱為 Demo2 的端子也是同一個端子。
                2 按下示波器前面板上的 [默認設置]。
                3 將通道 1 設置為 1.0 V/div。
                4 將通道 1 偏移/位置設置為 0.0 V(默認設置)。
                5 按觸發電平旋鈕,以將通道 1 上的觸發電平設置為約 50%。
                6 按 [2] 前面板鍵以打開通道 2。
                7 將通道 2 設置為 1.0 V/div。
                8 將通道 2 偏移/位置設置為約 +3.5 V。
                9 將示波器的時基設置為 200.0 s/div。
                如果正確補償了探頭,則應在示波器顯示屏上看到兩個帶有平坦響應Ψ 的 1 kHz 方波,與圖 21 類似。現在,讓我們調整每個探頭上的探頭補償。
                圖21. 使用示波器的 1 kHz 探頭補償信號補償 10:1 無源探頭
                10 使用小的“一字”螺絲刀,調整位於每個探頭主體上的可變電容器。請註意,
                此調整有時位於一些探頭的 BNC 連接端附近。
                圖 22 顯示了通道 1 探頭(黃色波形)補償過度的示例,以及通道 2 探頭(綠色波形)欠補償的示例。如果您沒有觀察到近乎完美的方波,則應重新調㊣整探頭上的探頭補償,直到示波器上的波形與圖 21 類似。
                圖22. 不當補█償的探頭
                正確調整探↑頭後,只要在此示波器上繼續使用這些探頭,在下次使用示波器時應該就不需要重新調整它們了。
                此時,您已完成了本實驗的實踐部分。如果您趕時間,並需要完成本章中最後一個實驗,則應跳到實全天官方秒速快三人工计划驗 #6,然後讀取本實驗後面其余部分的內容。
                計算電容補◣償的正確數量
                如果您面臨挑戰,請使用以下假設條件計算正確補償】所需的補償電容 (C comp) 數量:
                對於計算所需的補償電△容 (C comp) 數量,最早的方法◥是使 R tip 和 C tip 並聯的時間常數 (1/RC) 與 R scope 和 C parallel 並聯的時間常數相等。
                請記住,C parallel 是探頭/示波器模型中的三個電容元件的組合。
                另一種計算方法是使 C parallel 的電容№阻抗的 9 倍與 C tip 電容阻抗的 1 倍相等。這將建立電容阻抗產生的衰減常數,與僅阻性網絡 (10:1) 產生的衰減常數相同:
                探頭負載
                除了適當補償 10:1 無源探頭以獲得最為準確的示波器測量外,另一個必須要考慮的問題就是探頭負載。換句話說,將探頭和示波器連接到被測件 (DUT) 是否會改變電路的行為?將任何儀器連接到電路中後,儀器本身 (包括探頭)都會成為 DUT 的一部分,並在某種程度上成為信號“負載”或改變信號的行為。如果使用上面列出的電阻和電容的給定值(以及已計算的 C comp 值),我們可以按照單個電阻器和電容器的並聯方式將探頭和示波器的負載影響通過建模方式合並在一起,如圖 23 所示。
                圖23. 10:1 無源探頭和示波器▓負載模型
                對於低頻或直流電應用,負載由 10 MΩ 電阻控制,在大多數情況下,這不應成為問題。但是,如果您卐探測的是 100 MHz 數字時鐘信號,會怎麽樣?此數字時鐘的第 5 個諧波 (用於創建此信號形狀的重要分量)將為 500 MHz。現在,應計算由此負載模型的 13.5 pF 電容提╱供的阻抗,如圖 23 所示:
                盡管 13.5 pF 看起來可能不多,但是頻率越高,此負載電容數量就會很大。對於此類較高〗頻的應用,大多數示波器供應商提供了可選的有源探頭解決方案,它們具有更低的輸入電容 (輔助 pF)。但是,這些類型的特殊探頭成本比典型的 10:1 無源探╲頭要高很多。
                最後,請註意本∩實驗中顯示的探頭 + 示波器模型非常簡單。較準確的模型還包括電感元件。電線 (特別是接地引線)應被視為電感元件◆,特別是對高頻應用而言。
                示波器基本實驗 #6:使用內置函數發生器生成波形

                除了示波器以外,您還將在各種電子工程和/或物理電路實驗中使用大量測試設備,包括電源、數字萬用表和函數發生器。函數發生器可以產生大量不同類型/形狀的信號,這些將用作電路設計和實驗的動態輸入。Keysight 的 InfiniiVision 2000 和 3000 X 系列示波器具有內置的可選函數發生器,稱為 WaveGen。若要完成這個簡短的實驗,前提條件是示波器上已正確安裝此選件許可證。如果您不知道函數發生器功能是否已被許可並啟用,請按 [Wave Gen] 前面板鍵。如果啟用此選件,則波形發生器的菜單將出現。如果沒有啟用此選件,則您會看到屏幕上出現一條消息,指示此選件尚未⌒ 得到許可。假設您的示波器具︻有 WaveGen 選件,讓我們開始這一簡短的實驗,了解如何使用通用函數發生器。
                1 從示波器斷開所有探頭的連接。
                2 將 50 Ω BNC 同軸電纜連接到發生器的輸出(電源ω 開關旁邊)與通道 1 輸入BNC 之間。
                3 按下 [默認設置]。
                4 如果您使用的是 Keysight 2000 X 系列示波器,則需要將╳通道 1 的探頭衰減常數設置為 1:1。按 [1] 前面板鍵,然後按探頭軟⌒鍵。按新的探頭軟鍵,然後旋轉 Entry 旋鈕將秒速快3计划预测衰減常數設置為 1.00:1。
                5 按 [WaveGen] 前面板鍵 (在通道 1 V/div 旋鈕正上方)。
                6 按設置軟鍵,然後按默認波形發生器軟鍵。
                請註意,示波器的 [默認設置] 不會更改 WaveGen 的設置。因此,要確保從同一個起點開始秒速快3提前开奖软件,我們還需□ 要發生器的默認設置。
                7 再次按 [WaveGen] 前面板鍵。
                8 將通道 1 的 V/div 設置設為 100 mV/div。
                9 將示波器的時基設置為 100.0 s/div(默認設置)。
                您現在應該看到示波器上的正弦波的一個周期,與圖 24 類似。峰峰■值振幅為 500 mV 的 1.000 kHz 正弦波是 WaveGen 的默認信號。現在,讓我們對信號進行一些更改。
                圖24. 使用示波器√的內置 WaveGen 函數發生器
                10 按頻率軟鍵,然後旋轉 Entry 旋鈕增加或減少頻率。請註意,最大頻率√設置為 20.00 MHz。
                11 按振幅軟鍵,然後旋轉 Entry 旋鈕以〓更改此信號的振幅。
                12 按偏移軟鍵,然後旋轉 Entry 旋鈕以更改此信號的偏移。
                13 按波形軟鍵,然後旋轉 Entry 旋鈕選擇各種波形。
                請註意,選擇方波後,您還可以微調占空比。選擇脈沖後,您可以微調脈沖寬度。從此時開始,您可能不會將發生器∩的輸出直接連接到示波器中了。您可能會將發生器的輸出連接到電路的輸入。隨後,您將使用帶有探頭的示波器監視電路的輸入和輸出。就到這♂兒吧!

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