伴隨著計算機、半導體和通信技術的發(fā)展,一直是我們設計、調試產品好幫手的示波器在電子方面的應用也就越來越廣泛,那對于示波器的使用中如果要想準確快速地對系統信號進行分析,那在測量時還有很多新的因素是必須要考慮的:例如儀器速度能否跟上被測信號的變化、帶寬是否足夠、測量方法會不會引入干擾,甚至還有所使用的探頭是否合適等等。這些都是示波器使用中常見的一些問題,那我們碰到這些問題的時候該如何處理呢?下面就來給大家說示波器常見問題的處理:
問題1:在選擇示波器時,一般考慮zui多的是帶寬,那么在什么情況下要對采樣速率有所考慮呢?
答:帶寬是取決于被測對象的。在帶寬滿足的前提下,希望zui小采樣間隔(采樣率的倒數)能夠捕捉到您需要的信號細節(jié)。業(yè)界有些關于采樣速率經驗公式,但基本上都是針對示波器帶寬得出的,實際應用中,不用示波器測相同頻率的信號。若在選型時,對正弦波選擇示波器帶寬應是被測正弦信號頻率的3倍以上,采樣率是帶寬的4到5倍,也即實際上是信號的12到15倍;若是其它波形,要保證采樣率足以捕獲信號細節(jié)。若您正在使用示波器,可通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(fā)現波形有變化(如某些幅值)就說明采樣率不夠,否則無礙。另外也可用點顯示來分析采樣率是否夠用。
問題2:為什么我的示波器有時候抓不到經過放大后的電流信號呢?
答:如果信號的確存在,但示波器有時能抓到有時抓不到,這就可能和示波器的設置有關系。通常可將示波器觸發(fā)模式設置成Normal,觸發(fā)條件設置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調到適當值,然后將掃描方式設置成單次方式。如果這種方式還不行,那就可能是儀器出了問題。
問題3:有些瞬時信號稍縱即失,如何捕捉并使其重現?
答:將示波器設置成單次采集方式(觸發(fā)模式設置成Normal,觸發(fā)條件設置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調到適當值,然后將掃
描方式設置成單次方式),注意示波器的存儲深度將決定您能采集信號的時間以及能用到的zui大采樣速率。
問題4:如何測量電源紋波?
答:可以先用示波器將整個波形捕獲,然后將關心的紋波部分放大來觀察和測量(自動測量或光標測量均可),同時還要利用示波器的FFT功能從頻域進行分析。
問題5:關于模擬和數字示波器比較的問題:1、模擬和數字示波器在觀察波形的細部時,哪個更有優(yōu)勢(例如在過零點和峰值時,觀察1%以下寄生波形)?2、數字示波器一般提供在線顯示均方根值,它的精度一般是多少?
答:1)觀察1%以下寄生波形,無論是模擬示波器還是數字示波器,觀察精度都不是很好。模擬示波器的垂直精度未必比數字示波器更高,如某500MHz帶寬的模擬示波器垂直精度是±3%,這并不比數字示波器
(通常精度為1~2%)更具優(yōu)勢,而且對細節(jié),數字示波器的自動測量功能比模擬示波器的人工測量更。
2)對于示波器的幅值測量精度,很多人用A/D位數來衡量。實際上,隨著您所用的示波器帶寬、實際采樣率設置等,它會有所變化。若帶寬不夠,本身帶來的幅值測量誤差就很大,若帶寬夠了,采樣設置很高,實際的幅值測量精度也不如采樣率低時候的精度(您有時可參考示波器的用戶手冊,它可能會給出不同采樣率下,示波器的A/D實際有效位數)。總的來講,示波器測量幅值,包括均方根值的精度往往不如萬用表,同理,測量頻率它不如頻率計數器。
問題6:每臺示波器都有一個頻率范圍,比如10M、60M、100M...我手頭用的示波器標稱為60MHz,是不是可以理解為它zui大可以測到60MHz?可我用它測4.1943MHz的方波時都測不到,這是什么原因?
答:60MHz帶寬示波器,并不意味著可以很好地測量60MHz的信號。根據示波器帶寬的定義,若輸入峰峰值為1V的60MHz正弦波到60MHz帶寬示波器上,您在示波器上將看到0.707V的信號(30%幅值測量誤差)。如果測試方波,選擇示波器的參考標準應是信號上升時間,示波器帶寬=0.35/信號上升時間×3,此時您的上升時間測量誤差為5.4%左右。測量誤差為5.4%左右。
示波器的探頭帶寬也很重要,若使用的示波器探頭包括其前端附件構成的系統帶
寬很低,將會使示波器帶寬大大下降。如若使用20MHz帶寬的探頭,則能實現的zui大帶寬是20MHz,如果在探頭前端使用連接導線,將會進一步降低探頭性能,但對4MHz左右方波不應有太大影響,因為速度不是很快。
另外還要看一下示波器使用手冊,有的60MHz示波器在1:1設置下,其實際帶寬將銳減到6MHz以下,對于4MHz左右的方波,其三次諧波是12MHz,五次諧波是20MHz,若帶寬降到6MHz,對信號幅值衰減很大,即使能看到信號也不是方波,而是幅值被衰減了的正弦波。當然,測不出信號的原因可能有多種,如探頭接觸不好(該現象很容易排除),建議用BNC電纜連接一函數發(fā)生器,檢驗該示波器本身有沒有問題,探頭有沒有問題,如有問題,可和廠家直接。
問題7:有些瞬時信號稍縱即失,如何捕捉并使其重現?
答:將示波器設置成單次采集方式(觸發(fā)模式設置成Normal,觸發(fā)條件設置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調到適當值,然后將掃描方式設置成單次方式),注意示波器的存儲深度將決定您能采集信號的時間以及能用到的zui大采樣速率。
問題8:如何理解“考核波形采樣率夠不夠時,將波形停下來,放大波形,若發(fā)現波形有變化(如某些幅值)就說明采樣率就不夠,否則無礙。也可用點顯示來分析采樣率是否夠用。”?
答:曾經有幸給用戶做過實測,曾親歷這種現象。當時被測對象是一種看上去很隨機且高速變化的信號,用戶將觸發(fā)電平設在-13V左右。波形采集下來后想放大測量細節(jié)時,卻發(fā)現改變示波器時基(SEC/DIV)設置時,信號幅值突然變小,我當時將示波器改成點顯示,發(fā)現好像是點數(存儲深度)不夠,但我比較點顯示和矢量顯示后,發(fā)現若矢量顯示有一定可信性,那么就是當前的兩個采樣間隔(采樣率的倒數)中信號有突變,但未能被采集到(采樣間隔不夠細,即采樣率不夠高)。我換了一臺同樣存儲深度但采樣率較高的示波器,發(fā)現問題消失了。
存儲深度也會影響示波器能用到的實際zui大采樣率。存儲深度太淺可能是個問題,因為存儲深度可能限制能實際用到的zui大采樣速率,但實質上是采樣率不夠,丟失了信號細節(jié)。存儲深度不夠深,可能會導致實際采樣率不高,這一點跟廠家提供的指標關系不大。
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