示波器的使用方法依據(jù)不同示波器有所不同,對(duì)于不同的示波器的使用方法,我們應(yīng)當(dāng)有所了解。為增進(jìn)大家對(duì)示波器的使用方法的了解,本文將對(duì)模擬示波器的使用方法加以介紹。
一、模擬示波器操作
模擬示波器的調(diào)整模擬示波器的調(diào)整和使用方法基本相同,現(xiàn)以MOS-620/640雙蹤示波器為例介紹如下:
1、MOS-620/640雙蹤示波器前面板簡(jiǎn)介MOS-620/640雙蹤示波器的調(diào)節(jié)旋鈕、開關(guān)、按鍵及連接器等都位于前面板上,如圖6.1.27所示,其作用如下:
(1)示波管操作部分
6——“POWER”:主電源開關(guān)及指示燈。按下此開關(guān),其左側(cè)的發(fā)光二極管指示燈5亮,表明電源已接通。
2——“INTEN”:亮度調(diào)節(jié)鈕。調(diào)節(jié)軌跡或光點(diǎn)的亮度。
3——“FOCUS”:聚焦調(diào)節(jié)鈕。調(diào)節(jié)軌跡或亮光點(diǎn)的聚焦。
4——“TRACE ROTATION”:軌跡旋轉(zhuǎn)。調(diào)整水平軌跡與刻度線相平行。33——顯示屏。顯示信號(hào)的波形。
(2)垂直軸操作部分
7、22——“VOLTS/DIV”:垂直衰減鈕。調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度,從5mV/div~5V/div,共10個(gè)檔位。
8——“CH1X”:通道1被測(cè)信號(hào)輸入連接器。在X-Y模式下,作為X軸輸入端。20——“CH2Y”:通道2被測(cè)信號(hào)輸入連接器。在X-Y模式下,作為Y軸輸入端。
9、21——“VAR”垂直靈敏度旋鈕:微調(diào)靈敏度大于或等于1/2.5標(biāo)示值。在校正(CAL)位置時(shí),靈敏度校正為標(biāo)示值。
10、19——“AC-GND-DC”:垂直系統(tǒng)輸入耦合開關(guān)。選擇被測(cè)信號(hào)進(jìn)入垂直通道的耦合方式?!癆C”:交流耦合;“DC”:直流耦合;“GND”:接地。
11、18——“POSITION”:垂直位置調(diào)節(jié)旋鈕。調(diào)節(jié)顯示波形在熒光屏上的垂直位置。
12——“ALT”/“CHOP”:交替/斷續(xù)選擇按鍵,雙蹤顯示時(shí),放開此鍵(ALT),通道1與通道2的信號(hào)交替顯示,適用于觀測(cè)頻率較高的信號(hào)波形;按下此鍵(CHOP),通道1與通道2的信號(hào)同時(shí)斷續(xù)顯示,適用于觀測(cè)頻率較低的信號(hào)波形。13、15——“DC BAL”:CH1、CH2通道直流平衡調(diào)節(jié)旋鈕。垂直系統(tǒng)輸入耦合開關(guān)在GND時(shí),在5mV與10mV之間反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)垂直衰減開關(guān),調(diào)整“DC BAL”使光跡保持在零水平線上不移動(dòng)。14——“VERTICAL MODE”:垂直系統(tǒng)工作模式開關(guān)。CH1:通道1單獨(dú)顯示;CH2:
13、15——“DC BAL”:CH1、CH2通道直流平衡調(diào)節(jié)旋鈕。垂直系統(tǒng)輸入耦合開關(guān)在GND時(shí),在5mV與10mV之間反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)垂直衰減開關(guān),調(diào)整“DC BAL”使光跡保持在零水平線上不移動(dòng)。
14——“VERTICAL MODE”:垂直系統(tǒng)工作模式開關(guān)。CH1:通道1單獨(dú)顯示;CH2:通道2單獨(dú)顯示;DUAL:兩個(gè)通道同時(shí)顯示;ADD:顯示通道1與通道2信號(hào)的代數(shù)或代數(shù)差(按下通道2的信號(hào)反向鍵“CH2 INV”時(shí))。
17——“CH2 INV”:通道2信號(hào)反向按鍵。按下此鍵,通道2及其觸發(fā)信號(hào)同時(shí)反向。
(3)觸發(fā)操作部分
23——“TRIG IN”:外觸發(fā)輸入端子。用于輸入外部觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)使用該功能時(shí),“SOURCE”開關(guān)應(yīng)設(shè)置在EXT位置。
24——“SOURCE”:觸發(fā)源選擇開關(guān)?!癈H1”:當(dāng)垂直系統(tǒng)工作模式開關(guān)14設(shè)定在DUAL或ADD時(shí),選擇通道1作為內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)源;“CH2”:當(dāng)垂直系統(tǒng)工作模式開關(guān)14設(shè)定在DUAL或ADD時(shí),選擇通道2作為內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)源;“LINE”:選擇交流電源作為觸發(fā)信號(hào)源;“EXT”:選擇“TRIG IN”端子輸入的外部信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)源。
25——“TRIGGER MODE”:觸發(fā)方式選擇開關(guān)?!癆UTO”(自動(dòng)):當(dāng)沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí),掃描處在自由模式下;“NORM”(常態(tài)):當(dāng)沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí),蹤跡處在待命狀態(tài)并不顯示;“TV-V”(電視場(chǎng)):當(dāng)想要觀察一場(chǎng)的電視信號(hào)時(shí);“TV-H”(電視行):當(dāng)想要觀察一行的電視信號(hào)時(shí)。
26——“SLOPE”:觸發(fā)極性選擇按鍵。釋放為“+”,上升沿觸發(fā);按下為“-”,下降沿觸發(fā)。
27——“LEVEL”:觸發(fā)電平調(diào)節(jié)旋鈕。顯示一個(gè)同步的穩(wěn)定波形,并設(shè)定一個(gè)波形的起始點(diǎn)。向“+”旋轉(zhuǎn)觸發(fā)電平向上移,向“-”旋轉(zhuǎn)觸發(fā)電平向下移。
28——“TRIG ALT”:當(dāng)垂直系統(tǒng)工作模式開關(guān)14設(shè)定在DUAL或ADD,且觸發(fā)源選擇開關(guān)24選CH1或CH2時(shí),按下此鍵,示波器會(huì)交替選擇CH1和CH2作為內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)源。
(4)水平軸操作部分
29——“TIME/DIV”:水平掃描速度旋鈕。掃描速度從0.2μs/div到0.5s/div共20檔。當(dāng)設(shè)置到X-Y位置時(shí),示波器可工作在X-Y方式。
30——“SWP VAR”:水平掃描微調(diào)旋鈕。微調(diào)水平掃描時(shí)間,使掃描時(shí)間被校正到于面板上“TIME/DIV”指示值一致。順時(shí)針轉(zhuǎn)到底為校正(CAL)位置。
31——“×10 MAG”:掃描擴(kuò)展開關(guān)。按下時(shí)掃描速度擴(kuò)展10倍。
32——“POSITION”:水平位置調(diào)節(jié)鈕。調(diào)節(jié)顯示波形在熒光屏上的水平位置。
(4)其它操作部分
1——“CAL”:示波器校正信號(hào)輸出端。提供幅度為2Vpp,頻率為1kHz的方波信號(hào),用于校正10∶1探頭的補(bǔ)償電容器和檢測(cè)示波器垂直與水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)等。
16——“GND”:示波器機(jī)箱的接地端子。
2、雙蹤示波器的正確調(diào)整與操作
示波器的正確調(diào)整和操作對(duì)于提高測(cè)量精度和延長(zhǎng)儀器的使用壽命十分重要。
(1)聚焦和輝度的調(diào)整調(diào)整聚焦旋鈕使掃描線盡可能細(xì),以提高測(cè)量精度。掃描線亮度(輝度)應(yīng)適當(dāng),過(guò)亮不僅會(huì)降低示波器的使用壽命,而且也會(huì)影響聚焦特性。
(2)正確選擇觸發(fā)源和觸發(fā)方式觸發(fā)源的選擇:如果觀測(cè)的是單通道信號(hào),就應(yīng)選擇該通道信號(hào)作為觸發(fā)源;如果同時(shí)觀測(cè)兩個(gè)時(shí)間相關(guān)的信號(hào),則應(yīng)選擇信號(hào)周期長(zhǎng)的通道作為觸發(fā)源。
觸發(fā)方式的選擇:首次觀測(cè)被測(cè)信號(hào)時(shí),觸發(fā)方式應(yīng)設(shè)置于“AUTO”,待觀測(cè)到穩(wěn)定信號(hào)后,調(diào)好其它設(shè)置,最后將觸發(fā)方式開關(guān)置于“NORM”,以提高觸發(fā)的靈敏度。當(dāng)觀測(cè)直流信號(hào)或小信號(hào)時(shí),必須采用“AUTO”觸發(fā)方式。
(3)正確選擇輸入耦合方式
根據(jù)被觀測(cè)信號(hào)的性質(zhì)來(lái)選擇正確的輸入耦合方式。一般情況下,被觀測(cè)的信號(hào)為直流或脈沖信號(hào)時(shí),應(yīng)選擇“DC”耦合方式;被觀測(cè)的信號(hào)為交流時(shí),應(yīng)選擇“AC”耦合方式。
(4)合理調(diào)整掃描速度調(diào)節(jié)掃描速度旋鈕,可以改變熒光屏上顯示波形的個(gè)數(shù)。提高掃描速度,顯示的波形少;降低掃描速度,顯示的波形多。顯示的波形不應(yīng)過(guò)多,以保證時(shí)間測(cè)量的精度。
(5)波形位置和幾何尺寸的調(diào)整觀測(cè)信號(hào)時(shí),波形應(yīng)盡可能處于熒光屏的中心位置,以獲得較好的測(cè)量線性。正確調(diào)整垂直衰減旋鈕,盡可能使波形幅度占一半以上,以提高電壓測(cè)量的精度。
(6)合理操作雙通道將垂直工作方式開關(guān)設(shè)置到“DUAL”,兩個(gè)通道的波形可以同時(shí)顯示。為了觀察到穩(wěn)定的波形,可以通過(guò)“ALT/CHOP”(交替/斷續(xù))開關(guān)控制波形的顯示。按下“ALT/CHOP”開關(guān)(置于CHOP),兩個(gè)通道的信號(hào)斷續(xù)的顯示在熒光屏上,此設(shè)定適用于觀測(cè)頻率較高的信號(hào);釋放“ALT/CHOP”開關(guān)(置于ALT),兩個(gè)通道的信號(hào)交替的顯示在熒光屏上,此設(shè)定適用于觀測(cè)頻率較低的信號(hào)。在雙通道顯示時(shí),還必須正確選擇觸發(fā)源。當(dāng)CH1、CH2信號(hào)同步時(shí),選擇任意通道作為觸發(fā)源,兩個(gè)波形都能穩(wěn)定顯示,當(dāng)CH1、CH2信號(hào)在時(shí)間上不相關(guān)時(shí),應(yīng)按下“TRIG.ALT”(觸發(fā)交替)開關(guān),此時(shí)每一個(gè)掃描周期,觸發(fā)信號(hào)交替一次,因而兩個(gè)通道的波形都會(huì)穩(wěn)定顯示。
值得注意的是:雙通道顯示時(shí),不能同時(shí)按下“CHOP”和“TRIG ALT”開關(guān),因?yàn)椤癈HOP”信號(hào)成為觸發(fā)信號(hào)而不能同步顯示。利用雙通道進(jìn)行相位和時(shí)間對(duì)比測(cè)量時(shí),兩個(gè)通道必須采用同一同步信號(hào)觸發(fā)。
(7)觸發(fā)電平調(diào)整
調(diào)整觸發(fā)電平旋鈕可以改變掃描電路預(yù)置的閥門電平。向“+”方向旋轉(zhuǎn)時(shí),閥門電平向正方向移動(dòng);向“-”方向旋轉(zhuǎn)時(shí),閥門電平向負(fù)方向移動(dòng);處在中間位置時(shí),閥門電平設(shè)定在信號(hào)的平均值上。觸發(fā)電平過(guò)正或過(guò)負(fù),均不會(huì)產(chǎn)生掃描信號(hào)。因此,觸發(fā)電平旋鈕通常應(yīng)保持在中間位置。
二、模擬示波器測(cè)量實(shí)例
1、測(cè)量直流電壓
(1)將示波器垂直靈敏度旋鈕置于校正位置,觸發(fā)方式開關(guān)置于“AUTO”。
(2)將垂直系統(tǒng)輸入耦合開關(guān)置于“GND”,此時(shí)掃描線的垂直位置即為零電壓基準(zhǔn)線,即時(shí)間基線。調(diào)節(jié)垂直位移旋鈕使掃描線落于某一合適的水平刻度線。
(3)將被測(cè)信號(hào)接到示波器的輸入端,并將垂直系統(tǒng)輸入耦合開關(guān)置于“DC”。調(diào)節(jié)垂直衰減旋鈕使掃描線有合適的偏移量。
(4)確定被測(cè)電壓值。掃描線在Y軸的偏移量與垂直衰減旋鈕對(duì)應(yīng)檔位電壓的乘積即為被測(cè)電壓值。
(5)根據(jù)掃描線的偏移方向確定直流電壓的極性。掃描線向零電壓基準(zhǔn)線上方移動(dòng)時(shí),直流電壓為正極性,反之為負(fù)極性。
(6)將被測(cè)信號(hào)接入示波器CH1輸入端,直流信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生偏移,然后調(diào)節(jié)觸發(fā)“電平”,使波形穩(wěn)定,如圖6.1.28。
如果Volts/div為50mV/div擋,示波器讀數(shù)為4div(格),則計(jì)算方法為:50mV/div×4div=200mVP—P當(dāng)然如果探頭為10:1,實(shí)際信號(hào)的值就是×10為2VP—P。
2、測(cè)量交流電壓
(1)將示波器垂直靈敏度旋鈕置于校正位置,觸發(fā)方式開關(guān)置于“AUTO”。
(2)將垂直系統(tǒng)輸入耦合開關(guān)置于“GND”,調(diào)節(jié)垂直位移旋鈕使掃描線落在水平中心線上。
(3)輸入被測(cè)信號(hào),并將輸入耦合開關(guān)置于“AC”。調(diào)節(jié)垂直衰減旋鈕和水平掃描速度旋鈕使顯示波形的幅度和個(gè)數(shù)合適。選擇合適的觸發(fā)源、觸發(fā)方式和觸發(fā)電平等使波形穩(wěn)定顯示。
(4)確定被測(cè)電壓的峰-峰值。波形在Y軸方向最高與最低點(diǎn)之間的垂直距離(偏移量)與垂直衰減旋鈕對(duì)應(yīng)檔位電壓的乘積即為被測(cè)電壓的峰-峰值,如圖6.1.29所示。
如果輸入端Volts/div為1V/div擋,示波器讀數(shù)為5div(格),則計(jì)算方法為1 V/div×5 div=5VP—P,當(dāng)然如果探頭為10:1,實(shí)際值為50 VP—P。
3、測(cè)量周期
(1)將水平掃描微調(diào)旋鈕置于校正位置,并使時(shí)間基線落在水平中心刻度線上。
(2)輸入被測(cè)信號(hào)。調(diào)節(jié)垂直衰減旋鈕和水平掃描速度旋鈕等,使熒光屏上穩(wěn)定顯示1~2波形。
(3)選擇被測(cè)波形一個(gè)周期的始點(diǎn)和終點(diǎn),并將始點(diǎn)移動(dòng)到某一垂直刻度線上以便讀數(shù)。
(4)確定被測(cè)信號(hào)的周期。信號(hào)波形一個(gè)周期在X軸方向始點(diǎn)與終點(diǎn)之間的水平距離與水平掃描速度旋鈕對(duì)應(yīng)檔位的時(shí)間之積即為被測(cè)信號(hào)的周期。用示波器測(cè)量信號(hào)周期時(shí),可以測(cè)量信號(hào)1個(gè)周期的時(shí)間,也可以測(cè)量n個(gè)周期的時(shí)間,再除以周期個(gè)數(shù)n。后一種方法產(chǎn)生的誤差會(huì)小一些。
測(cè)量周期如圖6.1.30所示,如果一個(gè)周期在屏幕上為2 div(格),掃描時(shí)間為1ms/div,則周期為:1ms/div×2 div=2.0ms
3、測(cè)量頻率由于信號(hào)的頻率與周期為倒數(shù)關(guān)系,即f=1/T。因此,可以先測(cè)信號(hào)的周期,再求倒數(shù)即可得到信號(hào)的頻率。由圖6.1.30所示可得,周期T =2.0ms,則頻率為1/2 Hz=500Hz,如果運(yùn)用×10擴(kuò)展,那么Time/div則為指示值的1/10。
4、測(cè)量相位差
(1)將水平掃描微調(diào)旋鈕、垂直靈敏度旋鈕置于校正位置。
(2)將垂直系統(tǒng)工作模式開關(guān)置于“DUAL”,并使兩個(gè)通道的時(shí)間基線均落在水平中心刻度線上。
(3)輸入兩路頻率相同而相位不同的交流信號(hào)至CH1和CH2,將垂直輸入耦合開關(guān)置于“AC”。
(4)調(diào)節(jié)相關(guān)旋鈕,使熒光屏上穩(wěn)定顯示出兩個(gè)大小適中的波形。
(5)確定兩個(gè)被測(cè)信號(hào)的相位差。如圖6.1.31所示,測(cè)出信號(hào)波形一個(gè)周期在X軸方向所占的格數(shù)m(5格),再測(cè)出兩波形上對(duì)應(yīng)點(diǎn)(如過(guò)零點(diǎn))之間的水平格數(shù)n(1.6格),則u1超前u2的相位差角是115.2°。
頻率和相位差角的測(cè)量還可以采用Lissajous圖形法,此處不再贅述。