示波器在使用中需要注意的問題
發布時間:2011-12-12
中心議題:
- 示波器在使用中需要注意的問題
本文介紹示波器在使用過程中需要注意的十九個問題,包括示波器指標中的帶寬、采樣速率、等效時間采樣的理解,及示波器波形的分析等問題,對工程師正確使用示波器非常有幫助。
一、 請問帶寬和采樣頻率之間有什麼固定關係?
采樣率理論上需要滿足農效香采樣定律,即被測信號的最高頻率信號的每個周期理論上至少需要采2個點,否則會造成混疊。但是在實際上還取決於很多其它的因素,比如波形的重構算法等,Siglent係列示波器采用先進的波形重構算法,同時配備有插值算法,精確重構波形。一般來說采樣率是帶寬的4-5倍就可以比較準確地再現波形。
二、 示波器指標中的帶寬如何理解?
帶寬是示波器的基本指標,和放大器帶寬的定義一樣,是所謂的-3dB點,即,在示波器的輸入加正弦波,幅度衰減為實際幅度的70.7%時的頻率點稱為帶寬。也就是說,使用100MHz帶寬的示波器測量1V,100MHz的正弦波,得到的幅度隻有0.707V。這還隻是正弦波的情形。因此,我們在選擇示波器的時候,為達到一定的測量精度,應該選擇信號最高頻率5倍的帶寬。Siglent的ADS1000CE示波器提供300MHz帶寬、2GSa/a的實時采樣率,領先國內同行水平。
三、 在帶寬一定的條件下,采樣頻率太大是否也沒有太大的意義?
帶寬是限製被測信號高頻分量被捕獲的基本條件。由於Siglent示波器采用先進的波形重構算法,並配備有插值算法顯示,同時提供最低500MS/s的實時采樣率,保證對觸發信號的完美捕獲並真實量化,最終能對采集信號的精確重現。
四、 影響示波器工作速度的因素有哪些?
簡(jian)單(dan)地(di)來(lai)說(shuo)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)原(yuan)理(li)都(dou)差(cha)不(bu)多(duo),前(qian)端(duan)是(shi)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong),後(hou)端(duan)是(shi)計(ji)算(suan)機(ji)處(chu)理(li)。影(ying)響(xiang)示(shi)波(bo)器(qi)速(su)度(du)主(zhu)要(yao)有(you)兩(liang)方(fang)麵(mian),一(yi)是(shi)從(cong)前(qian)端(duan)數(shu)采(cai)到(dao)後(hou)端(duan)處(chu)理(li)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu),一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)用(yong)總(zong)線(xian)傳(chuan)輸(shu),另(ling)一(yi)個(ge)是(shi)後(hou)端(duan)的(de)處(chu)理(li)方(fang)式(shi)。Siglent示波器采用成熟的高速硬件架構,配合DSP數字處理能有效解決這些瓶頸,大大提升示波器的性能。
五、 在使用示波器時如何消除毛刺?
如果毛刺是信號本身固有的,而且想用邊沿觸發同步該信號(如正弦信號),keyiyonggaopinyizhichufafangshi,tongchangketongbugaixinhao。ruguoxinhaobenshenyoumaoci,danxiangrangshiboqilvchugaimaoci,buxianshimaoci,tongchanghennanzuodao。keyishizheshiyongxianzhidaikuandefangfa,danbuxiaoxinkenengyehuibaxinhaobenshenlvdiaoyibufenxinxi。
六、 在選擇示波器時,一般考慮的多的是帶寬。那麼,在什麼情況下要考慮采樣速率?
取決於被測對象,在帶寬滿足的前提下,希望最小采樣間隔(采樣率的倒數)能neng夠gou捕bu捉zhuo到dao您nin需xu要yao的de信xin號hao細xi節jie。業ye界jie也ye有you些xie關guan於yu采cai樣yang速su率lv經jing驗yan公gong式shi,但dan基ji本ben上shang都dou是shi針zhen對dui示shi波bo器qi帶dai寬kuan得de出chu的de,實shi際ji應ying用yong中zhong,最zui好hao不bu用yong示shi波bo器qi測ce帶dai寬kuan頻pin率lv的de信xin號hao。若ruo你ni在zai選xuan型xing,對dui正zheng弦xian波bo,選xuan擇ze示shi波bo器qi帶dai寬kuan是shi被bei測ce正zheng弦xian信xin號hao頻pin率lv的de3倍以上,采樣率是帶寬的4到5倍,實際上是信號的12到15倍,若是其它波形,要保證采樣率足以捕獲信號細節。若你正在使用示波器,可透過以下方法驗證采樣率是否夠用:將波形停下來,放大波形,若發現波形有變化(如某些幅值),采樣率就不夠,否則無是滿足測量精度的。也可用點顯示來分析,采樣率是否夠用。專業的Siglent係列示波器很好地解決了帶寬與采樣率的問題。
七、 模擬跟數字示波器在觀察波形的細部時,那個更有優勢?
早期我們使用的模擬示波器垂直精度一般都是+/-3%,而數字示波器的垂直精度高達+/-1%,這點來說數字示波器要具有極大的優勢。同時Siglent數字示波器具有不同等級的輝度選擇,對於顯示信號細節更加方便直觀。
八、 如何捕捉並重現稍縱即失的瞬時信號?
要捕獲瞬時信號可參照如下設置:觸發類型選擇邊沿,觸發方式設置成單次方式,信號置為上升觸發,並將觸發電平調到適當值。另外Siglent示波器配備了EasyZoom窗口擴展技術,就是說,可在觀察信號全局的同時,對局部細節進行放大觀察。
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九、 選擇什麼型號的示波器可有效提高設計效率?
示波器發展到現今,數據分析、處理得到了很大的提高。使用示波已不僅僅是在調試中觀察波形,更重要的是能很好的在設計中發現問題所在、分析計算器件參數,幫助大家優化設計方案。選擇什麼樣的示波器最適合要結合你所要觀察分析的信號決定。Siglent高性能示波器提供25M----300M帶寬,以及500MSa/s---2GSa/s的采樣率,滿足你不同的需求。
十、 示波器使用中探頭應該注意些什麼?
示(shi)波(bo)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)中(zhong)探(tan)頭(tou)一(yi)般(ban)往(wang)往(wang)被(bei)大(da)家(jia)忽(hu)略(lve),無(wu)源(yuan)探(tan)頭(tou)由(you)於(yu)測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)寬(kuan),價(jia)格(ge)便(bian)宜(yi),同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)大(da)多(duo)的(de)測(ce)量(liang)要(yao)求(qiu),因(yin)而(er)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)使(shi)用(yong),無(wu)源(yuan)探(tan)頭(tou)探(tan)頭(tou)的(de)選(xuan)擇(ze)應(ying)該(gai)與(yu)所(suo)用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)帶(dai)寬(kuan)一(yi)致(zhi)。更(geng)換(huan)探(tan)頭(tou),探(tan)頭(tou)交(jiao)換(huan)通(tong)道(dao)的(de)時(shi)候(hou),必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)探(tan)頭(tou)補(bu)償(chang)調(tiao)整(zheng),達(da)到(dao)與(yu)輸(shu)入(ru)通(tong)道(dao)的(de)匹(pi)配(pei)。調(tiao)校(xiao)探(tan)頭(tou)補(bu)償(chang)最(zui)簡(jian)單(dan)直(zhi)觀(guan)的(de)是(shi)使(shi)用(yong)探(tan)頭(tou)波(bo)形(xing)來(lai)進(jin)行(xing)。
十一、什麼是示波器的實時采樣率?
實時采樣是指對波形進行等時間間隔取樣,按照取樣先後的次序進行A/Dzhuanhuanbingcunrucunchuqizhong,shishiquyangshizuimingxianhezuizhiguandequyangfangshi,zheleiquyangzhixuyaojiandandizaishijianshangfenbuquyangdian,suoyoudequyangdianshixiangyingshiboqideyicichufaerhuodede。Siglent高性能示波器提供500MSa/s---2GSa/s的實時采樣率。
十二、什麼是示波器的等效時間采樣?
等效時間采樣指的是示波器把多次采集(多次觸發)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)波(bo)形(xing)拚(pin)湊(cou)成(cheng)一(yi)個(ge)波(bo)形(xing),每(mei)次(ci)采(cai)樣(yang)速(su)率(lv)可(ke)能(neng)很(hen)慢(man),兩(liang)次(ci)采(cai)集(ji)觸(chu)發(fa)點(dian)有(you)一(yi)定(ding)的(de)偏(pian)移(yi),最(zui)後(hou)形(xing)成(cheng)的(de)兩(liang)個(ge)點(dian)間(jian)的(de)最(zui)小(xiao)采(cai)樣(yang)間(jian)隔(ge)的(de)倒(dao)數(shu)稱(cheng)為(wei)等(deng)效(xiao)采(cai)樣(yang)速(su)率(lv)。其(qi)指(zhi)標(biao)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)很(hen)高(gao),如(ru)1ps。Siglent高性能示波器等效采樣都高達50Sa/s
十三、在示波器上看波形時,用外觸發和自觸發來看有何區別?
示波器的通常觸發是邊沿觸發,其觸發條件有2個,觸發電平和觸發邊沿;即:信號的上升沿(或者下降沿)達到某一特定電平(觸發電平)時(shi),示(shi)波(bo)器(qi)觸(chu)發(fa)。示(shi)波(bo)器(qi)隻(zhi)有(you)在(zai)信(xin)號(hao)自(zi)觸(chu)發(fa)有(you)問(wen)題(ti)的(de)時(shi)候(hou)才(cai)會(hui)使(shi)用(yong)外(wai)觸(chu)發(fa),沒(mei)有(you)哪(na)一(yi)個(ge)更(geng)好(hao)的(de)問(wen)題(ti)。另(ling)外(wai),信(xin)號(hao)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za),有(you)很(hen)多(duo)滿(man)足(zu)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)的(de)點(dian),無(wu)法(fa)每(mei)次(ci)在(zai)同(tong)一(yi)位(wei)置(zhi)觸(chu)發(fa),從(cong)而(er)得(de)到(dao)穩(wen)定(ding)的(de)顯(xian)示(shi)。這(zhe)時(shi)就(jiu)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)外(wai)觸(chu)發(fa)。Siglent ADS1000示波器提供提供標準的雙通道+一個外觸發通道
十四、測量係統的總帶寬如何獲得?
數字信號的測量時,信號的上升時間決定係統的總帶寬,測量係統的總帶寬=0.35/上升時間
十五、測量中如何應用觸發釋抑?有何作用?
觸發釋抑的含義是暫時將示波器的觸發電路封閉一段時間(即釋抑時間),zaizheduanshijiannei,jishiyoumanzuchufatiaojiandexinhaoboxingdianshiboqiyebuhuichufa,shiboqidechufabufendezuoyongjiushiwendingdexianshiboxing,chufashiyiyeshiweilewendingxianshiboxingershezhidegongneng。zhuyaozhenduidazhouqizhongfuerzaidazhouqineiyouhenduomanzuchufatiaojiandebuzhongfudeboxingdianerzhuanmenshezhide。Siglent示波器提供100ns---1.5s的超長觸發釋抑時間。
十六、示波器正常,但是用示波器觀察被測信號時,波形雜亂無章,該如果解決?
導致這樣的原因是:被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)接(jie)地(di)端(duan)與(yu)示(shi)波(bo)器(qi)地(di)線(xian)沒(mei)有(you)共(gong)地(di)。通(tong)常(chang)是(shi)利(li)用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)自(zi)檢(jian)信(xin)號(hao)來(lai)檢(jian)查(zha)探(tan)頭(tou)和(he)示(shi)波(bo)器(qi)是(shi)否(fou)正(zheng)常(chang),若(ruo)示(shi)波(bo)器(qi)和(he)探(tan)頭(tou)均(jun)正(zheng)常(chang),則(ze)是(shi)被(bei)測(ce)波(bo)形(xing)不(bu)正(zheng)常(chang)。在(zai)測(ce)量(liang)幅(fu)度(du)很(hen)小(xiao)信(xin)號(hao)的(de)時(shi)候(hou),可(ke)把(ba)探(tan)頭(tou)的(de)接(jie)地(di)線(xian)拔(ba)掉(diao)(此時接地線相當於天線,對小信號產生幹擾),采用Siglent示波器配備的近地線連接地進行測試,同時為了很好消除噪聲引起的誤觸發,“獲取方式”可選擇“平均”。
十七、示波器正常,能看到到掃描線,但是觀察被測信號卻沒有信號波形產生?
三個原因導致:1、從通道1輸入信號,但是不小心打開的卻是通道2;
2、信號耦合方式(AC-GND-DC)選擇接地位置上。
3、確認信號已經產生且正常輸入示波器BNC接口
十八、如何測量直流電壓?
首先需要設置耦合方式為直流,根據大概的範圍調節垂直檔位到一個合適的值,然後比較偏移線跟通道標誌的位移。Siglent係列示波器采用國內唯一能識別直流的算法,自動識別並測試直流電壓信號。使用中按”AUTO”自動測量即可完成測試結果。
十九、為什麼波形存儲已經存儲了設置,還要存儲設置有什麼用?
首(shou)先(xian),兩(liang)者(zhe)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)區(qu)別(bie)是(shi)波(bo)形(xing)存(cun)儲(chu)占(zhan)據(ju)的(de)存(cun)儲(chu)空(kong)間(jian)要(yao)比(bi)設(she)置(zhi)存(cun)儲(chu)空(kong)間(jian)要(yao)大(da)的(de)多(duo),因(yin)此(ci)以(yi)存(cun)儲(chu)器(qi)的(de)空(kong)間(jian)和(he)成(cheng)本(ben)考(kao)慮(lv),就(jiu)需(xu)將(jiang)兩(liang)者(zhe)分(fen)別(bie)保(bao)存(cun)。其(qi)次(ci),兩(liang)者(zhe)的(de)調(tiao)出(chu)上(shang)也(ye)存(cun)在(zai)差(cha)別(bie)。波(bo)形(xing)調(tiao)出(chu)示(shi)波(bo)器(qi)處(chu)於(yu)STOP狀態,設置調出時不改變保存的運行狀態,可方便直接觀測波形。
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