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),可(ke)以(yi)用(yong)高(gao)頻(pin)抑(yi)製(zhi)觸(chu)發(fa)方(fang)式(shi),通(tong)常(chang)可(ke)同(tong)步(bu)該(gai)信(xin)號(hao)。如(ru)果(guo)信(xin)號(hao)本(ben)身(shen)有(you)毛(mao)刺(ci),但(dan)想(xiang)讓(rang)示(shi)波(bo)器(qi)慮(lv)除(chu)該(gai)毛(mao)刺(ci),不(bu)顯(xian)示(shi)毛(mao)刺(ci),通(tong)常(chang)很(hen)難(nan)做(zuo)到(dao)。可(ke)以(yi)試(shi)著(zhe)使(shi)用(yong)限(xian)製(zhi)帶(dai)寬(kuan)的(de)方(fang)法(fa),但(dan)不(bu)小(xiao)心(xin)可(ke)能(neng)也(ye)會(hui)把(ba)信(xin)號(hao)本(ben)身(shen)慮(lv)掉(diao)一(yi)部(bu)分(fen)信(xin)息(xi)。
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)nenggoubuzhuodaoninxuyaodexinhaoxijie。yejieyeyouxieguanyucaiyangsulvjingyangongshi,danjibenshangdoushizhenduishiboqidaikuandechude,shijiyingyongzhong,zuihaobuyongshiboqicedaikuanpinlvdexinhao。ruonizaixuanxing,duizhengxianbo,xuanzeshiboqidaikuanshibeicezhengxianxinhaopinlvde3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/D轉(zhuan)換(huan)並(bing)存(cun)入(ru)存(cun)儲(chu)器(qi)中(zhong),實(shi)時(shi)取(qu)樣(yang)是(shi)最(zui)明(ming)顯(xian)和(he)最(zui)直(zhi)觀(guan)的(de)取(qu)樣(yang)方(fang)式(shi),這(zhe)類(lei)取(qu)樣(yang)隻(zhi)需(xu)要(yao)簡(jian)單(dan)地(di)在(zai)時(shi)間(jian)上(shang)分(fen)布(bu)取(qu)樣(yang)點(dian),所(suo)有(you)的(de)取(qu)樣(yang)點(dian)是(shi)響(xiang)應(ying)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)一(yi)次(ci)觸(chu)發(fa)而(er)獲(huo)得(de)的(de)。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)shi,shiboqichufa。shiboqizhiyouzaixinhaozichufayouwentideshihoucaihuishiyongwaichufa,meiyounayigegenghaodewenti。lingwai,xinhaobijiaofuza,youhenduomanzuchufatiaojiandedian,wufameicizaitongyiweizhichufa,congerdedaowendingdexianshi。zheshijiuxuyaoshiyongwaichufa。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),在zai這zhe段duan時shi間jian內nei,即ji使shi有you滿man足zu觸chu發fa條tiao件jian的de信xin號hao波bo形xing點dian示shi波bo器qi也ye不bu會hui觸chu發fa,示shi波bo器qi的de觸chu發fa部bu分fen的de作zuo用yong就jiu是shi穩wen定ding的de顯xian示shi波bo形xing,觸chu發fa釋shi抑yi也ye是shi為wei了le穩wen定ding顯xian示shi波bo形xing而er設she置zhi的de功gong能neng。主zhu要yao針zhen對dui大da周zhou期qi重zhong複fu而er在zai大da周zhou期qi內nei有you很hen多duo滿man足zu觸chu發fa條tiao件jian的de不bu重zhong複fu的de波bo形xing點dian而er專zhuan門men設she置zhi的de。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:beicexinhaodejiediduanyushiboqidixianmeiyougongdi。tongchangshiliyongshiboqidezijianxinhaolaijianzhatantouheshiboqishifouzhengchang,ruoshiboqihetantoujunzhengchang,zeshibeiceboxingbuzhengchang。zaiceliangfuduhenxiaoxinhaodeshihou,kebatantoudejiedixianbadiao(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?
shouxian,liangzhezuizhuyaodequbieshiboxingcunchuzhanjudecunchukongjianyaobishezhicunchukongjianyaodadeduo,yinciyicunchuqidekongjianhechengbenkaolv,jiuxujiangliangzhefenbiebaocun。qici,liangzhedetiaochushangyecunzaichabie。boxingtiaochushiboqichuyuSTOP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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