模拟示波器

时间:2024-07-30 21:08:49编辑:分享君

示波器能应用在哪些方面

使用范围:电压测量、信号时间参数测量、相位测量、频率测量。其中电压测量包括直流电压测量和交流电压测量;相位测量可以使用双踪法和图形法;频率测量可以使用周期法、图形法。

设备使用注意事项:1、设备会出现系统崩溃的现象,一般是由于驱动程序丢失、磁盘/内存损坏导致。

2、不要直接用手碰触设备的通道接口,以免静电损伤设备。

3、使用设备时应该注意通道故障,要严格按照规定使用设备,出现问题第一时间检修。

4、设备不要放在潮湿的环境中使用,容易导致内部元件损坏,设备的维修成本也比较高。

资料拓展:示波器是一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器,由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外,还可以测定频率、电压强度等。显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管,是示波器一个重要组成部分。


示波器的主要用途有哪些

示波器的主要用途有以下几种:测量电压:利用示波器所做的任何测量,都是归结为对电压的测量。示波器可以测量各种波形的电压幅度,既可以测量直流电压和正弦电压,又可以测量脉冲或非正弦电压的幅度。更有用的是它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。这是其他任何电压测量仪器都不能比拟的。测量相位:利用示波器测量两个正弦电压之间的相位差具有实用意义,用计数器可以测量频率和时间,但不能直接测量正弦电压之间的相位关系。利用示波器测量相位的方法很多。测量时间:示波器时基能产生与时间呈线性关系的扫描线,因而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(前沿)和下降时间(后沿)、两个信号的时间差等等。


模拟示波器的使用

  使用步骤:

  1、打开电源主开关,电源指示灯亮,表示电源接通;

  2、通过调节“辉度”、“聚焦”、“标尺亮度”等控制旋钮,将示波器扫描线调到最佳状态;

  3、选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时,示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时,示波器同时显示通道1信号和通道2信号。测试信号时,首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择,将示波器探头插到相应通道插座上,示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起,示波器探头接触被测点;

  4、当选择“地”时,扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。在数字电路实验中,一般选择“直流”方式,以便观测信号的绝对电压值。


模拟示波器如何看频率和电压

模拟示波器能直接读出的是幅度(峰峰值,相当于幅值的2倍)和周期,频率是根据周期的倒数计算出来的。
示波器上有很多正方形的格子,每个格子的边长我们称为一个大格,而每个大格相当于5个小格。
幅度是看Y轴方向,你利用上下移动的旋钮,让波形的最下面压住任一条水平刻度线,然后读波形最上部,在Y轴上的距离相当于几个大格。你现在的波形我大概读了一下(不太清楚,读得不是很准确,你应该读得更精确),大致相当于2大格0.7个小格,这样计算结果是2+0.7*0.2=2.14大格,每个大格的数值就是你在刻度盘上看到的那个50mV,所以峰峰值就是2.14*50=107 mV。
周期看得是X轴方向,你的波形太近,很不好读。最好把波形张开后读。方法与上面是一样的,把读出的格数转化成大格数,每个大格的刻度就是你从时基盘上读出的那个1us。
建议你:
(1)波形的幅度要尽量放大,以占据屏幕Y方向的1/2 - 3/4为宜。
(2)波形左右要张开,使得波形在屏幕上显示的周期大概相当于1-2个周期的波形,不要显示出太多的周期(你现在看看你的波形,相当于n个周期)
这样可以使得你的读数精度得以提高。


“示波器”的工作原理是什么?

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。俗话说,电是看不见摸不着的。但是示波器可以帮我们“看见”电信号,便于人们研究各种电现象的变化过程。所以示波器的核心功能,就和他的名字一样,是显示电信号波形的仪器,以供工程师查找定位问题或评估系统性能等等。而波形,也有多种定义,比如时域或者频域的波形,对于示波器而言,大多数时候测量的是电压随时间的变化,也就是时域的波形。因此,示波器可以分析被测点电压变化情况,从而被广泛的应用于各个电子行业及领域中。一般我们业内对示波器的分类只按模拟示波器和数字示波器来分,有些厂家可能为了突出其示波器的某项功能给其命名为其他名字,比如数字荧光示波器等。但其本质原理依然逃不出这2大示波器类别。模拟示波器是属于早期的示波器,主要基于阴极射线管(也叫显像管,曾广泛应用于早期的电视机、显示器)打出的电子束通过水平偏转和垂直偏转系统,打在屏幕的荧光物质上显示波形。然而到了现在,模拟示波器所剩下的优点,似乎就只有价格了。它没有存储数据和分析波形能力,触发功能也有限,捕获单次和偶发信号的能力也不行,而且由于其内部采用了大量模拟器件,随着时间温度变化这些器件也会发生变化,因此性能也不稳定。现代电子测量中几乎已经淘汰了模拟示波器,因此我们今天主要讲的也是数字示波器。早期的数字示波器,由于显示技术制约,使用的依然是模拟示波器上的CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)显示屏。数字示波器区别于模拟示波器的最大不同,主要在于输入的信号不再直接打到显示屏上,而是通过ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器)对信号采样和数字化处理后存入高速缓存里,再通过信号处理电路将数据读出来。由于早期的数字示波器用CRT显示,因此还需要通过DAC数模转换器把数字量转换成模拟量显示到CRT显示屏上。现代化的数字示波器,也已经大多不再使用CRT显示屏,而是采用液晶显示屏,不但体积减少很多,有些还提供了更加操作便捷的触控功能,而且也不再需要把数字化的采样点转换成模拟信号了。由于这两者在功能结构上没有本质区别,所以业界一般也没有CRT示波器和LCD示波器的叫法。数字示波器很多时候都被叫做数字存储示波器,因为数字示波器中重要的一环,就是把ADC采集的数据存储起来。现代数字示波器采集数据的主要过程我们通过这块麦科信STO1104C智能示波器的主板进行直观了解:①信号通过探头衰减成合适比例送入示波器前端。示波器能测多大电压一般取决于探头,探头通过衰减可以把上万伏的电压信号变成几十伏。②信号通过耦合电路到达前端衰减器和放大器,示波器软件上表现为调节垂直档位,使得波形尽量占满整个屏幕,从而提高垂直精度,使测量更准确。前端部分很大程度上决定了示波器的第一指标:带宽。③ARM处理器控制FPGA调节ADC模数转换器采样率,示波器软件上表现为调节时基,由于存储深度为固定值,采样率 = 存储深度 ÷ 波形记录时长,通常时基设置的改变是通过改变采样率来实现的。因此厂家标注的采样率往往是在特定时基设置之下才有效的,在大时基下受存储深度的影响,采样率不得不降低。ADC模数转换器和RAM高速存储器影响着示波器的另外两大指标:采样率和存储深度。④接下去,由FPGA驱动ADC同步采样,ADC将采集到的数据进行二进制数据化并写入高速缓存。存储器缓存即存储深度,一般存储器的大小是示波器标识存储深度大小的四倍,因为FPGA无法控制示波器的触发,因此采集的信号必定先是标识存储深度的2倍,然后再来根据触发筛选其中的一段波形,所以示波器可以看到触发位置之前的波形。又由于示波器在筛选之前采集的波形的时候,采集不能停,否则就会导致波形捕获率太低,因此同时还需要继续采集同样长度的采样点,如此反复,这样一来就是四倍了。⑤收到触发指令后,存储器再把数据交给ARM处理器处理⑥ARM处理器将数据处理后通过显示接口将数据输出至显示屏展示给使用者。通过计算,示波器还能模仿出类似模拟示波器的多级辉度显示,以及数字示波器特有的色温显示效果,余晖显示效果。⑦示波器处理完数据后,可以把当前的波形图像或者是数据保存到存储器中,要注意这里的存储完全不同于存储深度的高速存缓,大多数示波器采用外部存储器如U盘,SD卡,电脑等,现在一些现代化的示波器会内置大存储可以直接保存在示波器里。这个过程中,②③④都是并行处理的。由于数字示波器处理速度的制约,所以它并不能保证被测信号的波形能连续不断地实时显示在屏幕上,显示的两个波形之间会有波形数据丢失,也即所说的死区时间,这也是数字示波器相比较于模拟示波器的最大缺点了。不过,随着示波器运算能力的增强,波形捕获率的不断上升,这一缺点也在被慢慢弥补。

示波器的原理

示波器原理如下:示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。示波管阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。荧光屏现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。

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