示波器是一種使用非常廣泛
，且使用相對複雜的儀器。本章從使用的角度介紹一下示波器的原理和使用方法。

 

01. 示波器工作原理

 

示shi波bo器qi是shi利li用yong電dian子zi示shi波bo管guan的de特te性xing

，將jiang人ren眼yan無wu法fa直zhi接jie觀guan測ce的de交jiao變bian電dian信xin號hao轉zhuan換huan成cheng圖tu像xiang

，顯xian示shi在zai熒ying光guang屏ping上shang以yi便bian測ce量liang的de電dian子zi測ce量liang儀yi器qi。它ta是shi觀guan察cha數shu字zi電dian路lu實shi驗yan現xian象xiang
、分析實驗中的問題
、測量實驗結果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源係統
、同步係統、X 軸偏轉係統、Y 軸偏轉係統、延遲掃描係統、標準信號源組成。

 

1、示波管

 

陰極射線管(CRT)簡稱示波管

，是示波器的核心。它將電信號轉換為光信號。正如圖 1 所示，電子槍、偏轉係統和熒光屏三部分密封在一個真空玻璃殼內，構成了一個完整的示波管。

（1）熒光屏

 

現xian在zai的de示shi波bo管guan屏ping麵mian通tong常chang是shi矩ju形xing平ping麵mian，內nei表biao麵mian沉chen積ji一yi層ceng磷lin光guang材cai料liao構gou成cheng熒ying光guang膜mo。在zai熒ying光guang膜mo上shang常chang又you增zeng加jia一yi層ceng蒸zheng發fa鋁lv膜mo。高gao速su電dian子zi穿chuan過guo鋁lv膜mo，撞zhuang擊ji熒ying光guang粉fen而er發fa光guang形xing成cheng亮liang點dian。鋁lv膜mo具ju有you內nei反fan射she作zuo用yong，有you利li於yu提ti高gao亮liang點dian的de輝hui度du。鋁lv膜mo還hai有you散san熱re等deng其qi他ta作zuo用yong。

 

當電子停止轟擊後，亮點不能立即消失而要保留一段時間。亮點輝度下降到原始值的 10％所經過的時間叫做“餘輝時間”。餘輝時間短於 10μs 為極短餘輝
，10μs—1ms 為短餘輝，1ms—0.1s 為中餘輝，0.1s-1s 為長餘輝，大於 1s 為極長餘輝。一般的示波器配備中餘輝示波管，高頻示波器選用短餘輝，低頻示波器選用長餘輝。

 

由於所用磷光材料不同
，熒光屏上能發出不同顏色的光。一般示波器多采用發綠光的示波管
，以保護人的眼睛。

 

（2）電子槍及聚焦

 

電子槍由燈絲(F)
、陰極(K)、柵極(G1)

、前加速極(G2)(或稱第二柵極)、第一陽極(A1)和第二陽極(A2)組成。它的作用是發射電子並形成很細的高速電子束。燈絲通電加熱陰極，陰極受熱發射電子。

 

柵zha極ji是shi一yi個ge頂ding部bu有you小xiao孔kong的de金jin屬shu園yuan筒tong，套tao在zai陰yin極ji外wai麵mian。由you於yu柵zha極ji電dian位wei比bi陰yin極ji低di，對dui陰yin極ji發fa射she的de電dian子zi起qi控kong製zhi作zuo用yong
，一yi般ban隻zhi有you運yun動dong初chu速su度du大da的de少shao量liang電dian子zi，在zai陽yang極ji電dian壓ya的de作zuo用yong下xia能neng穿chuan過guo柵zha極ji小xiao孔kong
，奔ben向xiang熒ying光guang屏ping。初chu速su度du小xiao的de電dian子zi仍reng返fan回hui陰yin極ji。

 

如果柵極電位過低，則全部電子返回陰極，即管子截止。調節電路中的 W1 電位器，可以改變柵極電位，控製射向熒光屏的電子流密度，從而達到調節亮點的輝度。第一陽極、第二陽極和前加速極都是與陰極在同一條軸線上的三個金屬圓筒。前加速極 G2 與 A2 相連
，所加電位比 A1 高。G2 的正電位對陰極電子奔向熒光屏起加速作用。

 

電子束從陰極奔向熒光屏的過程中，經過兩次聚焦過程。第一次聚焦由 K
、G1、G2 完成
，K、K、G1
、G2 叫做示波管的第一電子透鏡。第二次聚焦發生在 G2、A1、A2 區域
，調節第二陽極 A2 的電位，能使電子束正好會聚於熒光屏上的一點，這是第二次聚焦。A1 上的電壓叫做聚焦電壓

，A1 又被叫做聚焦極。有時調節 A1 電壓仍不能滿足良好聚焦，需微調第二陽極 A2 的電壓
，A2 又叫做輔助聚焦極。

 

（3）偏轉係統

 

偏轉係統控製電子射線方向，使熒光屏上的光點隨外加信號的變化描繪出被測信號的波形。圖 8.1 中，Y1、Y2 和 Xl、X2 兩對互相垂直的偏轉板組成偏轉係統。Y 軸偏轉板在前，X 軸偏轉板在後，因此 Y 軸靈敏度高(被測信號經處理後加到 Y 軸)。兩對偏轉板分別加上電壓，使兩對偏轉板間各自形成電場
，分別控製電子束在垂直方向和水平方向偏轉。

 

（4）示波管的電源

 

weishishiboguanzhengchanggongzuo

，duidianyuangonggeiyouyidingyaoqiu。guidingdieryangjiyupianzhuanbanzhijiandianweixiangjin
，pianzhuanbandepingjundianweiweilinghuojiejinweiling。yinjibixugongzuozaifudianweishang。zhaji G1 相對陰極為負電位(—30V~—100V)
，而且可調，以實現輝度調節。第一陽極為正電位(約+100V~+600V)
，也應可調，用作聚焦調節。

 

第二陽極與前加速極相連，對陰極為正高壓(約+1000V)，相對於地電位的可調範圍為±50V。由於示波管各電極電流很小，可以用公共高壓經電阻分壓器供電。

 

02. 示波器的基本組成

 

從上一小節可以看出，隻要控製 X 軸偏轉板和 Y 軸偏轉板上的電壓，就能控製示波管顯示的圖形形狀。我們知道，一個電子信號是時間的函數 f(t)，它隨時間的變化而變化。因此

，隻要在示波管的 X 軸偏轉板上加一個與時間變量成正比的電壓
，在 y 軸加上被測信號(經過比例放大或者縮小)
，示波管屏幕上就會顯示出被測信 號隨時間變化的圖形。電信號中，在一段時間內與時間變量成正比的信號是鋸齒波。

 

示波器的基本組成框圖如圖 2 所示。它由示波管、Y 軸係統
、X 軸係統、Z 軸係統和電源等五部分組成。

 

圖 2 示波器基本組成框圖

 

被測信號①接到“Y"輸入端，經 Y 軸衰減器適當衰減後送至 Y1 放大器(前置放大)，推挽輸出信號②和③。經延遲級延遲Г1 時間

，到 Y2 放大器。放大後產生足夠大的信號④和⑤，加到示波管的 Y 軸偏轉板上。為了在屏幕上顯示出完整的穩定波形

，將 Y 軸的被測信號③引入 X 軸係統的觸發電路，在引入信號的正(或者負)極性的某一電平值產生觸發脈衝⑥

，啟動鋸齒波掃描電路(時基發生器)，產生掃描電壓⑦。

 

由於從觸發到啟動掃描有一時間延遲Г2，為保證 Y 軸信號到達熒光屏之前 X 軸開始掃描，Y 軸的延遲時間Г1 應稍大於 X 軸的延遲時間Г2。掃描電壓⑦經 X 軸放大器放大
，產生推挽輸出⑨和⑩，加到示波管的 X 軸偏轉板上。z zhouxitongyongyufangdasaomiaodianyazhengcheng
，bingqiebianchengzhengxiangjuxingbo，songdaoshiboguanzhaji。zheshidezaisaomiaozhengchengxianshideboxingyoumouyigudinghuidu
，erzaisaomiaohuichengjinxingmoji。

 

以上是示波器的基本工作原理。雙蹤顯示則是利用電子開關將 Y 軸輸入的兩個不同的被測信號分別顯示在熒光屏上。由於人眼的視覺暫留作用，當轉換頻率高到一定程度後，看到的是兩個穩定的、清晰的信號波形。

 

示波器中往往有一個精確穩定的方波信號發生器，供校驗示波器用。

 

03. 示波器使用

 

本節介紹示波器的使用方法。示波器種類、型號很多
，功能也不同。數字電路實驗中使用較多的是 20MHz 或者 40MHz 的雙蹤示波器。這些示波器用法大同小異。本節不針對某一型號的示波器，隻是從概念上介紹示波器在數字電路實驗中的常用功能。

 

1
、熒光屏

 

熒(ying)光(guang)屏(ping)是(shi)示(shi)波(bo)管(guan)的(de)顯(xian)示(shi)部(bu)分(fen)。屏(ping)上(shang)水(shui)平(ping)方(fang)向(xiang)和(he)垂(chui)直(zhi)方(fang)向(xiang)各(ge)有(you)多(duo)條(tiao)刻(ke)度(du)線(xian)

，指(zhi)示(shi)出(chu)信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)時(shi)間(jian)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)。水(shui)平(ping)方(fang)向(xiang)指(zhi)示(shi)時(shi)間(jian)
，垂(chui)直(zhi)方(fang)向(xiang)指(zhi)示(shi)電(dian)壓(ya)。水(shui)平(ping)方(fang)向(xiang)分(fen)為(wei) 10 格，垂直方向分為 8 格
，每格又分為 5 份。垂直方向標有 0％
，10％，90％
，100％等標誌，水平方向標有 10％，90％標誌
，供測直流電平、交流信號幅度
、延遲時間等參數使用。根據被測信號在屏幕上占的格數乘以適當的比例常數(V／DIV
，TIME／DIV)能得出電壓值與時間值。

 

2、示波管和電源係統

 

（1）電源(Power)

 

示波器主電源開關。當此開關按下時
，電源指示燈亮，表示電源接通。

 

（2）輝度(Intensity)

 

旋轉此旋鈕能改變光點和掃描線的亮度。觀察低頻信號時可小些
，高頻信號時大些。

 

一般不應太亮
，以保護熒光屏。

 

（3）聚焦(Focus)

 

聚焦旋鈕調節電子束截麵大小，將掃描線聚焦成最清晰狀態。

 

（4）標尺亮度(Illuminance)

 

此旋鈕調節熒光屏後麵的照明燈亮度。正常室內光線下
，照明燈暗一些好。室內光線不足的環境中，可適當調亮照明燈。

 

3
、垂直偏轉因數和水平偏轉因數

 

（1）垂直偏轉因數選擇(VOLTS／DIV)和微調

 

在單位輸入信號作用下，光點在屏幕上偏移的距離稱為偏移靈敏度，這一定義對 X 軸和 Y 軸都適用。靈敏度的倒數稱為偏轉因數。垂直靈敏度的單位是為 cm/V，cm／mV 或者 DIV／mV，DIV／V，垂直偏轉因數的單位是 V／cm，mV／cm 或者 V／DIV，mV／DIV。實際上因習慣用法和測量電壓讀數的方便
，有時也把偏轉因數當靈敏度。

 

蹤示波器中每個通道各有一個垂直偏轉因數選擇波段開關。一般按 1
，2
，5 方式從 5mV／DIV 到 5V／DIV 分為 10 檔。波段開關指示的值代表熒光屏上垂直方向一格的電壓值。例如波段開關置於 1V／DIV 檔時
，如果屏幕上信號光點移動一格，則代表輸入信號電壓變化 1V。

 

每個波段開關上往往還有一個小旋鈕
，微調每檔垂直偏轉因數。將它沿順時針方向旋到底，處於“校準”weizhi，cishichuizhipianzhuanyinshuzhiyuboduankaiguansuozhishidezhiyizhi。nishizhenxuanzhuancixuanniu
，nenggouweitiaochuizhipianzhuanyinshu。chuizhipianzhuanyinshuweitiaohou，huizaochengyuboduankaiguandezhishizhibuyizhi，zhedianyingyinqizhuyi。xuduoshiboqijuyouchuizhikuozhangongneng
，dangweitiaoxuanniubeilachushi
，chuizhilingmindukuodaruoganbei(偏轉因數縮小若幹倍)。例如，如果波段開關指示的偏轉因數是 1V/DIV，采用×5 擴展狀態時，垂直偏轉因數是 0.2V／DIV。

 

在做數字電路實驗時
，在屏幕上被測信號的垂直移動距離與+5V 信號的垂直移動距離之比常被用於判斷被測信號的電壓值。

 

（2）時基選擇(TIME／DIV)和微調

 

時基選擇和微調的使用方法與垂直偏轉因數選擇和微調類似。時基選擇也通過一個波段開關實現，按 1
、2、5 方式把時基分為若幹檔。波段開關的指示值代表光點在水平方向移動一個格的時間值。例如在 1μS／DIV 檔
，光點在屏上移動一格代表時間值 1μS。

 

“微調”旋(xuan)鈕(niu)用(yong)於(yu)時(shi)基(ji)校(xiao)準(zhun)和(he)微(wei)調(tiao)。沿(yan)順(shun)時(shi)針(zhen)方(fang)向(xiang)旋(xuan)到(dao)底(di)處(chu)於(yu)校(xiao)準(zhun)位(wei)置(zhi)時(shi)，屏(ping)幕(mu)上(shang)顯(xian)示(shi)的(de)時(shi)基(ji)值(zhi)與(yu)波(bo)段(duan)開(kai)關(guan)所(suo)示(shi)的(de)標(biao)稱(cheng)值(zhi)一(yi)致(zhi)。逆(ni)時(shi)針(zhen)旋(xuan)轉(zhuan)旋(xuan)鈕(niu)，則(ze)對(dui)時(shi)基(ji)微(wei)調(tiao)。旋(xuan)鈕(niu)拔(ba)出(chu)後(hou)處(chu)於(yu)掃(sao)描(miao)擴(kuo)展(zhan)狀(zhuang)態(tai)。通(tong)常(chang)為(wei)×10 擴展，即水平靈敏度擴大 10 倍，時基縮小到 1／10。例如在 2μS/DIV 檔
，掃描擴展狀態下熒光屏上水平一格代表的時間值等於

 

2μS×(1/10)=0.2μS

 

TDS 實驗台上有 10MHz、1MHz
、500kHz
、100kHz 的時鍾信號，由石英晶體振蕩器和分頻器產生，準確度很高，可用來校準示波器的時基。

 

示波器的標準信號源 CAL
，專門用於校準示波器的時基和垂直偏轉因數。例如 COS5041 型示波器標準信號源提供一個 VP-P=2V,f=1kHz 的方波信號。

 

示波器前麵板上的位移(Position)旋鈕調節信號波形在熒光屏上的位置。旋轉水平位移旋鈕(標有水平雙向箭頭)左右移動信號波形，旋轉垂直位移旋鈕(標有垂直雙向箭頭)上下移動信號波形。

 

4、輸入通道和輸入耦合選擇

 

（1）輸入通道選擇

 

輸入通道至少有三種選擇方式：通道 1(CH1)

、通道 2(CH2)、雙通道(DUAL)。選擇通道 1 時，示波器僅顯示通道 1 的信號。選擇通道 2 時，示波器僅顯示通道 2 的信號。選擇雙通道時


，示波器同時顯示通道 1 信號和通道 2 信號。測試信號時，首先要將示波器的地與被測電路的地連接在一起。

 

根(gen)據(ju)輸(shu)入(ru)通(tong)道(dao)的(de)選(xuan)擇(ze)
，將(jiang)示(shi)波(bo)器(qi)探(tan)頭(tou)插(cha)到(dao)相(xiang)應(ying)通(tong)道(dao)插(cha)座(zuo)上(shang)，示(shi)波(bo)器(qi)探(tan)頭(tou)上(shang)的(de)地(di)與(yu)被(bei)測(ce)電(dian)路(lu)的(de)地(di)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)
，示(shi)波(bo)器(qi)探(tan)頭(tou)接(jie)觸(chu)被(bei)測(ce)點(dian)。示(shi)波(bo)器(qi)探(tan)頭(tou)上(shang)有(you)一(yi)雙(shuang)位(wei)開(kai)關(guan)。此(ci)開(kai)關(guan)撥(bo)到(dao)“×1”位置時，被測信號無衰減送到示波器
，從熒光屏上讀出的電壓值是信號的實際電壓值。此開關撥到“×10"位置時，被測信號衰減為 1／10，然後送往示波器，從熒光屏上讀出的電壓值乘以 10 才是信號的實際電壓值。

 

（2）輸入耦合方式

 

輸入耦合方式有三種選擇：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。當選擇“地”時
，掃描線顯示出“示波器地”在zai熒ying光guang屏ping上shang的de位wei置zhi。直zhi流liu耦ou合he用yong於yu測ce定ding信xin號hao直zhi流liu絕jue對dui值zhi和he觀guan測ce極ji低di頻pin信xin號hao。交jiao流liu耦ou合he用yong於yu觀guan測ce交jiao流liu和he含han有you直zhi流liu成cheng分fen的de交jiao流liu信xin號hao。在zai數shu字zi電dian路lu實shi驗yan中zhong
，一yi般ban選xuan擇ze“直流”方式，以便觀測信號的絕對電壓值。

 

5
、觸發

 

第一節指出，被測信號從 Y 軸輸入後，一部分送到示波管的 Y 軸偏轉板上，驅動光點在熒光屏上按比例沿垂直方向移動；另一部分分流到 x 軸偏轉係統產生觸發脈衝，觸發掃描發生器，產生重複的鋸齒波電壓加到示波管的 X 偏轉板上，使光點沿水平方向移動，兩者合一，光點在熒光屏上描繪出的圖形就是被測信號圖形。

 

由此可知
，正確的觸發方式直接影響到示波器的有效操作。為了在熒光屏上得到穩定的、清晰的信號波形，掌握基本的觸發功能及其操作方法是十分重要的。

 

（1）觸發源(Source)選擇

 

要yao使shi屏ping幕mu上shang顯xian示shi穩wen定ding的de波bo形xing，則ze需xu將jiang被bei測ce信xin號hao本ben身shen或huo者zhe與yu被bei測ce信xin號hao有you一yi定ding時shi間jian關guan係xi的de觸chu發fa信xin號hao加jia到dao觸chu發fa電dian路lu。觸chu發fa源yuan選xuan擇ze確que定ding觸chu發fa信xin號hao由you何he處chu供gong給gei。通tong常chang有you三san種zhong觸chu發fa源yuan：內觸發(INT)、電源觸發(LINE)
、外觸發 EXT)。

 

內(nei)觸(chu)發(fa)使(shi)用(yong)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)作(zuo)為(wei)觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)，是(shi)經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)的(de)一(yi)種(zhong)觸(chu)發(fa)方(fang)式(shi)。由(you)於(yu)觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)本(ben)身(shen)是(shi)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)，在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)可(ke)以(yi)顯(xian)示(shi)出(chu)非(fei)常(chang)穩(wen)定(ding)的(de)波(bo)形(xing)。雙(shuang)蹤(zong)示(shi)波(bo)器(qi)中(zhong)通(tong)道(dao) 1 或者通道 2 都可以選作觸發信號。

 

電源觸發使用交流電源頻率信號作為觸發信號。這種方法在測量與交流電源頻率有關的信號時是有效的。特別在測量音頻電路、閘流管的低電平交流噪音時更為有效。

 

waichufashiyongwaijiaxinhaozuoweichufaxinhao，waijiaxinhaocongwaichufashuruduanshuru。waichufaxinhaoyubeicexinhaojianyingjuyouzhouqixingdeguanxi。youyubeicexinhaomeiyouyongzuochufaxinhao，suoyiheshikaishisaomiaoyubeicexinhaowuguan。

 

正確選擇觸發信號對波形顯示的穩定
、清qing晰xi有you很hen大da關guan係xi。例li如ru在zai數shu字zi電dian路lu的de測ce量liang中zhong
，對dui一yi個ge簡jian單dan的de周zhou期qi信xin號hao而er言yan，選xuan擇ze內nei觸chu發fa可ke能neng好hao一yi些xie，而er對dui於yu一yi個ge具ju有you複fu雜za周zhou期qi的de信xin號hao
，且qie存cun在zai一yi個ge與yu它ta有you周zhou期qi關guan係xi的de信xin號hao時shi，選xuan用yong外wai觸chu發fa可ke能neng更geng好hao。

 

（2）觸發耦合(Coupling)方式選擇

 

觸發信號到觸發電路的耦合方式有多種，目的是為了觸發信號的穩定、可靠。這裏介紹常用的幾種。

 

AC 耦合又稱電容耦合。它隻允許用觸發信號的交流分量觸發，觸發信號的直流分量被隔斷。通常在不考慮 DC 分量時使用這種耦合方式，以形成穩定觸發。但是如果觸發信號的頻率小於 10Hz，會造成觸發困難。

 

直流耦合(DC)不隔斷觸發信號的直流分量。當觸發信號的頻率較低或者觸發信號的占空比很大時
，使用直流耦合較好。

 

低頻抑製(LFR)觸發時觸發信號經過高通濾波器加到觸發電路，觸發信號的低頻成分被抑製
；高頻抑製(HFR)觸發時，觸發信號通過低通濾波器加到觸發電路
，觸發信號的高頻成分被抑製。此外還有用於電視維修的電視同步(TV)觸發。這些觸發耦合方式各有自己的適用範圍，需在使用中去體會。

 

（3）觸發電平(Level)和觸發極性(Slope)

 

觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)調(tiao)節(jie)又(you)叫(jiao)同(tong)步(bu)調(tiao)節(jie)，它(ta)使(shi)得(de)掃(sao)描(miao)與(yu)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)同(tong)步(bu)。電(dian)平(ping)調(tiao)節(jie)旋(xuan)鈕(niu)調(tiao)節(jie)觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)的(de)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)。一(yi)旦(dan)觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)超(chao)過(guo)由(you)旋(xuan)鈕(niu)設(she)定(ding)的(de)觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)時(shi)，掃(sao)描(miao)即(ji)被(bei)觸(chu)發(fa)。順(shun)時(shi)針(zhen)旋(xuan)轉(zhuan)旋(xuan)鈕(niu)，觸(chu)發(fa)電(dian)平(ping)上(shang)升(sheng)

；nishizhenxuanzhuanxuanniu，chufadianpingxiajiang。dangdianpingxuanniutiaodaodianpingsuodingweizhishi，chufadianpingzidongbaochizaichufaxinhaodefuduzhinei，buxuyaodianpingtiaojiejiunengchanshengyigewendingdechufa。dangxinhaoboxingfuza，yongdianpingxuanniubunengwendingchufashi，yongshiyi(HoldOff)旋鈕調節波形的釋抑時間(掃描暫停時間)，能使掃描與波形穩定同步。

 

極性開關用來選擇觸發信號的極性。撥在“+”位置上時，在信號增加的方向上，當觸發信號超過觸發電平時就產生觸發。撥在“-”位置上時，在信號減少的方向上，當觸發信號超過觸發電平時就產生觸發。觸發極性和觸發電平共同決定觸發信號的觸發點。

 

6、掃描方式(SweepMode)

掃描有自動(Auto)
、常態(Norm)和單次(Single)三種掃描方式。

 

自動：當無觸發信號輸入，或者觸發信號頻率低於 50Hz 時
，掃描為自激方式。

 

常態：當無觸發信號輸入時，掃描處於準備狀態，沒有掃描線。觸發信號到來後，觸發掃描。

 

單次：單次按鈕類似複位開關。單次掃描方式下，按單次按鈕時掃描電路複位，此時準備好(Ready)燈(deng)亮(liang)。觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)到(dao)來(lai)後(hou)產(chan)生(sheng)一(yi)次(ci)掃(sao)描(miao)。單(dan)次(ci)掃(sao)描(miao)結(jie)束(shu)後(hou)，準(zhun)備(bei)燈(deng)滅(mie)。單(dan)次(ci)掃(sao)描(miao)用(yong)於(yu)觀(guan)測(ce)非(fei)周(zhou)期(qi)信(xin)號(hao)或(huo)者(zhe)單(dan)次(ci)瞬(shun)變(bian)信(xin)號(hao)，往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)對(dui)波(bo)形(xing)拍(pai)照(zhao)。

 

上麵扼要介紹了示波器的基本功能及操作。示波器還有一些更複雜的功能，如延遲掃描、觸發延遲、X-Y 工(gong)作(zuo)方(fang)式(shi)等(deng)，這(zhe)裏(li)就(jiu)不(bu)介(jie)紹(shao)了(le)。示(shi)波(bo)器(qi)入(ru)門(men)操(cao)作(zuo)是(shi)容(rong)易(yi)的(de)，真(zhen)正(zheng)熟(shu)練(lian)則(ze)要(yao)在(zai)應(ying)用(yong)中(zhong)掌(zhang)握(wo)。值(zhi)得(de)指(zhi)出(chu)的(de)是(shi)，示(shi)波(bo)器(qi)雖(sui)然(ran)功(gong)能(neng)較(jiao)多(duo)

，但(dan)許(xu)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)用(yong)其(qi)他(ta)儀(yi)器(qi)、儀表更好。例如
，在數字電路實驗中，判斷一個脈寬較窄的單脈衝是 否發生時，用邏輯筆就簡單的多；測量單脈衝脈寬時，用邏輯分析儀更好一些。

 

04. 數字示波器使用必須注意問題

 

1、前言

數字示波器因具有波形觸發、存儲
、顯示、測量
、波(bo)形(xing)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)處(chu)理(li)等(deng)獨(du)特(te)優(you)點(dian)，其(qi)使(shi)用(yong)日(ri)益(yi)普(pu)及(ji)。由(you)於(yu)數(shu)字(zi)示(shi)波(bo)器(qi)與(yu)模(mo)擬(ni)示(shi)波(bo)器(qi)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)性(xing)能(neng)差(cha)異(yi)，如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)不(bu)當(dang)，會(hui)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)測(ce)試(shi)任(ren)務(wu)。

 

2、區分模擬帶寬和數字實時帶寬

 

帶dai寬kuan是shi示shi波bo器qi最zui重zhong要yao的de指zhi標biao之zhi一yi。模mo擬ni示shi波bo器qi的de帶dai寬kuan是shi一yi個ge固gu定ding的de值zhi，而er數shu字zi示shi波bo器qi的de帶dai寬kuan有you模mo擬ni帶dai寬kuan和he數shu字zi實shi時shi帶dai寬kuan兩liang種zhong。數shu字zi示shi波bo器qi對dui重zhong複fu信xin號hao采cai用yong順shun序xu采cai樣yang或huo隨sui機ji采cai樣yang技ji術shu所suo能neng達da到dao的de最zui高gao帶dai寬kuan為wei示shi波bo器qi的de數shu字zi實shi時shi帶dai寬kuan，數shu字zi實shi時shi帶dai寬kuan與yu最zui高gao數shu字zi化hua頻pin率lv和he波bo形xing重zhong建jian技ji術shu因yin子zi K 相關（數字實時帶寬=最高數字化速率 /K）
，一 般並不作為一項指標直接給出。

 

congliangzhongdaikuandedingyikeyikanchu，monidaikuanzhishihezhongfuzhouqixinhaodeceliang，ershuzishishidaikuanzetongshishihezhongfuxinhaohedancixinhaodeceliang。changjiashengchengshiboqidedaikuannengdadaoduoshaozhao，shijishangzhideshimonidaikuan
，shuzishishidaikuanshiyaodiyuzhegezhide。lirushuo TEK 公司的 TES520B 的帶寬為 500MHz，實際上是指其模擬帶寬為 500MHz，而最高數字實時帶寬隻能達到 400MHz 遠低於模擬帶寬。所以在測量單次信號時，一定要參考數字示波器的數字實時帶寬
，否則會給測量帶來意想不到的誤差。

 

3、有關采樣速率

采樣速率也稱為數字化速率，是指單位時間內，對模擬輸入信號的采樣次數
，常以 MS/s 表示。采樣速率是數字示波器的一項重要指標。

 

（1）如果采樣速率不夠，容易出現混迭現象

 

如果示波器的輸人信號為一個 100KHz 的正弦信號，示波器顯示的信號頻率卻是 50KHz，zheshizenmehuishine
？zheshiyinweishiboqidecaiyangsulvtaiman，chanshenglehundiexianxiang。hundiejiushipingmushangxianshideboxingpinlvdiyuxinhaodeshijipinlv，huozhejishishiboqishangdechufazhishidengyijingliangle，erxianshideboxingrengbuwending。hundiedechanshengrutu 1 所示。

 

那麼
，對於一個未知頻率的波形，如何判斷所顯示的波形是否已經產生混迭呢？可以通過慢慢改變掃速 t/div 到較快的時基檔，看波形的頻率參數是否急劇改變

，如果是，說明波形混迭已經發生；或者晃動的波形在某個較快的時基檔穩定下來
，也說明波形混迭已經發生。根據奈奎斯特定理
，采樣速率至少高於信號高頻成分的 2 倍才不會發生混迭，如一個 500MHz 的信號
，至少需要 1GS/s 的采樣速率。有如下幾種方法可以簡單地防止混迭發生：

 

a. 調整掃速；

 

b. 采用自動設置（Autoset）；

 

c. shizhejiangshoujifangshiqiehuandaobaoluofangshihuofengzhijiancefangshi，yinweibaoluofangshishizaiduogeshoujijiluzhongxunzhaojizhi，erfengzhijiancefangshizeshizaidangeshoujijiluzhongxunzhaozuidazuixiaozhi，zheliangzhongfangfadounengjiancedaojiaokuaidexinhaobianhua。

 

如果示波器有 InstaVu 采集方式，可以選用，因為這種方式采集波形速度快
，用這種方法顯示的波形類似於用模擬示波器顯示的波形。

 

（2）采樣速率與 t/div 的關係

 

每台數字示波器的最大采樣速率是一個定值。但是，在任意一個掃描時間 t/div
，采樣速率 fs 由下式給出：

 

fs=N/(t/div)N 為每格采樣點

 

當采樣點數 N 為一定值時，fs 與 t/div 成反比
，掃速越大，采樣速率越低。

 

綜(zong)上(shang)所(suo)述(shu)，使(shi)用(yong)數(shu)字(zi)示(shi)波(bo)器(qi)時(shi)
，為(wei)了(le)避(bi)免(mian)混(hun)迭(die)，掃(sao)速(su)檔(dang)最(zui)好(hao)置(zhi)於(yu)掃(sao)速(su)較(jiao)快(kuai)的(de)位(wei)置(zhi)。如(ru)果(guo)想(xiang)要(yao)捕(bu)捉(zhuo)到(dao)瞬(shun)息(xi)即(ji)逝(shi)的(de)毛(mao)刺(ci)，掃(sao)速(su)檔(dang)則(ze)最(zui)好(hao)置(zhi)於(yu)主(zhu)掃(sao)速(su)較(jiao)慢(man)的(de)位(wei)置(zhi)。