示波器的主要功能包括波形展示、电压测量、时间测量、频率分析、噪声测试以及故障诊断等。
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。具体来说:
波形展示:示波器基本的作用就是展示电信号的波形,通过示波器的显示屏,用户可以直观地看到电信号的变化过程,从而了解电路的工作状态12。
电压测量:示波器可以测量各种波形的电压幅度,包括直流电压、正弦电压以及脉冲或非正弦电压的幅度。此外,它还可以测量一个脉冲电压波形各部分的电压幅值,如上冲量或顶部下降量等23。
时间测量:示波器时基能产生与时间呈线性关系的扫描线,因此可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数,如周期性信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升时间和下降时间等23。
频率分析:通过示波器,用户可以观察到电信号的频率特性,这对于分析和解决电路中的频率问题非常重要2。
噪声测试:在电路设计中,噪声是一个重要的考虑因素。示波器可以帮助用户测量和分析电路中的噪声,从而优化电路设计2。
故障诊断:当电路出现故障时,通过示波器观察波形变化,可以帮助工程师快速找到故障原因并进行修复2。
示波器的进口品牌主要包括以下几个:
1. 泰克(Tektronix)
泰克是美国的品牌,成立于1946年,是全球的测试、测量和监测解决方案提供商。其示波器以、著称,大带宽可达70G,非常适合处理高频信号和快速脉冲12。
2. 是德(Keysight)
是德同样来自美国,其历史可以追溯到1999年,当时惠普公司的电子测量集团重组成为安捷伦科技,后来再次分拆上市并取名为是德科技。是德的示波器具有更高的带宽,大可达110G,适用于需要更和更大容量数据分析的场合12。
3. 罗德与施瓦茨(Rohde&Schwarz)
罗德与施瓦茨是德国的品牌,成立于1933年,是全球的无线通信以及移动网络测试服务企业。其示波器在测试测量领域广泛应用,尤其擅长信号分析和测量,虽然带宽相对较低(大16G),但在特定应用下有着的测量能力12。
4. 力科(Lecroy)
力科是美国的品牌,专注于研发生产各类数字示波器。其示波器往往拥有多通道和高带宽(大100G,80通道),多通道性能使得同时捕获多个信号成为可能,对于复杂系统的分析有着较强的优势1。
示波器的使用寿命主要取决于品牌、型号、使用情况以及是否进行维护保养,没有固定的时间限制。
一些型号的示波器,如泰克的部分产品,在正确使用和保养的情况下,可能可以使用超过十年。泰克公司甚至为其TDS1000B、TDS2000B和TDS2000C系列示波器提供了至少10年的有限寿命,该在泰克停产这些系列后可延续长五年1。然而,低端型号的示波器寿命可能相对较短,可能只有几年。
此外,示波器的实际使用寿命还与其维护保养及维修情况、使用环境和使用者的操作习惯等有关。因此,为了延长示波器的使用寿命,用户应正确使用示波器,遵守使用说明书上的操作指南,避免超出其承受范围而损坏,并定期进行维护和保养2。
示波器的度一般在2%\~3%左右,示波器可达到1%,而精度示波器甚至能达到0.1%或更高。
示波器的度是指示波器所显示信号波形与实际信号波形之间的差异程度,这一精度通常由示波器的测量误差和校正精度决定。在实际应用中,示波器的度会受到多种因素的影响,如增益误差、时间误差、采样率、带宽等。增益误差主要源于示波器的放大倍数,而时间误差则与示波器的时钟稳定性和触发精度有关。采样率和带宽则限制了示波器能够准确测量的信号频率范围和波形细节,从而影响测量的度1。
为了提高示波器的度,用户需要选择合适的示波器型号和配置,如示波器、高采样率示波器等。同时,在使用示波器进行测量时,还需要注意探头的选择和使用、示波器的校准和参数设置等因素,以确保测量结果的准确性
示波器的操作方法主要包括以下步骤:
,进行示波器的基本设置:
调整示波器至清晰显示水平基线。预置面板开关和旋钮,如亮度、聚焦、垂直输入耦合、电压量程、工作方式等。按下电源开关,调节亮度、聚焦等控制旋钮,直至出现纤细明亮的扫描基线1。
根据待测信号类型,将示波器的探头与相应的输入通道相连结,并确保探头的衰减比率与被测信号的电压幅度相匹配2。
其次,选择示波器的工作模式:
示波器提供了多种模式供用户选择,包括单次触发模式、自动触发模式和常规模式等。根据实际需求选择合适的模式,以利于更详尽地观察和分析信号2。
接着,设置示波器的相关参数:
依据被测信号的电压范围选择适当的电压幅度;
根据被测信号的频率范围选定合适的时间单位;
依据被测信号的特性设定合适的触发条件,以确保示波器能稳定地显示信号2。
然后,调整示波器的显示:
根据信号强度和背景亮度调整亮度,以获得更佳的显示效果;
根据信号大小和显示尺寸调整聚焦,使信号呈现更清晰;
根据信号特征和需要观察的细节调整位置,以便更有效地展示信号
示波器常见型号包括但不限于以下几种:
DS1052E:便携式示波器,带宽为50MHz,具有2个通道和1GSa/s的采样率1。
DSOX2024A:台式示波器,带宽为200MHz,具有4个通道和2GSa/s的采样率1。
MSO4054B:台式示波器,带宽高达500MHz,配备4个通道和5GSa/s的采样率1。
SDS1204X-E:台式示波器,带宽为200MHz,具有4个通道和1.25GSa/s的采样率1。
FNIRSI2C53P:双通道平板数字示波器,支持同时监测两个信号源,具有测量和信号发生器功能2。
DS1054Z、DS1074Z Plus、DS1104Z Plus等:这些示波器的带宽范围在50 MHz至100 MHz之间,适用于入门级应用3。
RIGOL普源 MSO5104:四通道数字示波器,带宽为100MHz,采样率高达8GSa/s,适合多任务处理和高速信号分析4。
RIGOL普源 DHO924S:四通道数字示波器,带宽从100MHz到300MHz可调,具有12bit高分辨率和内置信号源功能4。