1、示波器使用中的常见问题1开机后，示波器黑屏怎么办？所谓黑屏，就是示波器的荧光屏看起来没有任何光点，好像没有开机一样。造成这种现象的主要原因有以下几种：1） 示波器的辉度不合适示波器辉度被调整而引起黑屏的现象一般出现于，上次使用者由于测试需要降低了辉度（比如在昏暗的灯光下，过强的辉度会刺眼）；教师在考核学生时，故意将示波器辉度调整为最小；维修者的习惯性操作。但是，这个问题不容忽视，当出现黑屏时，首先检查辉度旋钮，并将其拧到最大，是一个良好的习惯。2） 示波器没有触发扫描辉度合适的情况下，仍然可能出现黑屏。当示波器的触发方式为常态（Normal），如果输入通道没有接入有效信号，或者接入的信号幅度没
2、有达到设定电平（Level），将不会引起 X 轴偏转板上锯齿波的产生。在多数情况下，荧光屏的左边（以观察者为基准）将会出现一个不移动的光点。但是，如果此时 X 轴基准位置（X_Position）不正确，将使得此光点不出现在屏幕上。这也就造成了黑屏。解决的方法就是让示波器出现扫描线。因为，X_Position 可以将一个光点移出屏幕，但是却无法将宽达 8cm 左右的扫描线整个移出。将触发方式选择为自动触发（Auto）就可以让示波器产生扫描线。（参见1.1.2 中第 6 个问题）3） 示波器 Y 基线位置（Y_Position）不合适如果示波器的 Y 轴基线位置不合适，即便产生扫描线，也有可能使得
3、扫描线处于屏幕的上方或者下方，仍然可能出现黑屏。这种情况下，通过旋转 Y_Position 旋钮，可以很快找回扫描线，而消除黑屏。4） 不合适的被测信号通过上述分析，可以得出，消除黑屏的一般步骤是：旋转辉度至最大（保证辉度正常）将触发方式设为自动（保证扫描线产生）将 X 位置旋钮旋至中间满幅度调整 Y_Position（找回扫描线）。但是，即便此时，也有可能仍然黑屏。当被测信号是一种特殊信号，也有可能让观察者难以看到，而误认为是黑屏。当输入信号为上下沿均很陡的方波，由于 Y 轴增益的不合适，使得方波的高低电平均超出了 Y 轴显示范围，这种波形在荧光屏上仅仅出现了几条很陡的竖线。当示波管老化，或
4、者其它原因，非常容易造成观察者难以察觉。将输入耦合开关置于 GND，示波器将关断输入信号而显示 0 线，就可以回避这个问题。因此，按照下述步骤操作，一般均可顺利消除黑屏，除非示波器真的损坏了。旋转辉度至最大（保证辉度正常）将触发方式设为自动（保证扫描线产生）将输入耦合开关置于 GND（保证不受到奇异被测信号的影响） 将 X位置旋钮旋至中间满幅度调整 Y_Position（找回扫描线）。2张同学和李同学分别制作了一个波形发生器，输出都是 1000Hz 的方波。当将这两个被测信号分别接入一个示波器的通道 1 和通道 2，每一路信号都可以稳定显示，用双踪显示却怎么也无法稳定显示两路波形，为什么？任何
5、两个非通源的波形发生器，要做到频率完全相同是不可能的。随着时间的推移，它们之间存在的相位差将不停地改变，因此，数字示波器可以记录某一个瞬间它们之间的相差关系，并稳定显示，而模拟示波器由于没有记录功能，只能显示观察的时刻它们之间不稳定的相差，因此，不稳定显示是正常的，稳定了反而是此前某一个时刻的记录或者出现了什么问题。3一个周期性信号如图 1.1.23A 所示，周同学无论如何也无法将其在示波器上稳定显示，你有什么办法吗？之所以难以稳定显示的原因是：无论使用上升沿还是下降沿触发，在图中显示的每个周期中，都存在 2 个满足电平触发条件的时刻（用纵向虚线表示）。这就造成如图 1.1.23B 所示的两个
6、不同的触发位置，导致波形显示的不重叠。仔细调整扫速的微调旋钮（内圈），可以使得第二个满足触发条件被正在发生的锯齿波所覆盖，而使波形稳定显示，如图 1.1.23C 所示。但是，这样就造成显示的波形无法读取时间参数（一旦改变微调，则示波器不在测量状态）。复杂一些，但是可以解决问题的方法如下：用比较器对输入信号进行数字化处理，产生如图 1.1.23D 所示的信号。然后，用 2 进制计数器将信号变为 1.1.23E 所示。用 E 图信号作为触发源，就可以稳定显示上述波形。在数字电路中，预将图 D 所示的信号稳定显示，也经常使用这种方法。4赵同学发现，示波器的触发方式选择存在与书上介绍不一致的地方。他将
7、触发方式选择由常态（Normal）变为自动（Auto），按道理，触发将按照自动节律，波形会出来，但不会稳定。可是，他怎么改变信号频率，示波器仍然稳定显示，这是为什么？现在生产的多数示波器，都丰富了 AUTO（自动触发）的功能：当触发源信号满足电平触发条件，触发电路按照触发源产生锯齿波，这与 NORM（常态触发）没有任何区别；当触发源信号不满足电平触发条件，才按照固定频率产生无法稳定波形显示的锯齿波。赵同学实验中输入的信号，满足电平触发条件，所以可以稳定显示。5陈同学将一个峰峰值为 1V 的正弦波，用两根电缆线分别接入通道 1 和通道 2，在示波器上读数，通道 1 为峰峰值 1V，通道 2 却是
8、 0.8V，为什么？陈同学没有将通道 2 的 Y 轴增益开关内圈旋钮右旋到底。应该右旋内圈旋钮，听到“ 啪嗒 ”声响，示波器才进入测量状态。6王同学将一个峰峰值为 1V 的正弦波，用两根电缆线分别接入通道 1 和通道 2，并且他学会了问题 5，将两个通道的 Y 轴增益均设为测量状态，在示波器上读数，通道 1 为峰峰值 1V，通道 2 却是 0.1V，为什么？王同学使用的是带衰减开关的电缆线。这种电缆线具有“1”和“10”两种选择。当置于“10”位置时，电缆对输入信号进行 1/10 衰减，导致输入到示波器的信号幅度变为原信号的 1/10。7杨同学在一旁观察到了陈同学和王同学所犯的测量错误，他也将
9、一个峰峰值为 1V 的正弦波，用两根没有任何衰减的电缆线分别接入自己示波器的通道 1 和通道 2，并将两个通道的 Y 轴增益均设为测量状态，在示波器上读数，通道 1 为峰峰值 1V，通道 2 却是 0.85V，为什么？这种情况，几乎可以肯定，是示波器的通道 2 发生了故障，通常是 Y 轴放大器的增益控制出现了问题，应该检修。8输入信号是 1Hz 的方波，在示波器上却看到如图 1.1.24 所示的波形，为什么？错误地将输入耦合开关置于 AC，改变为 DC 就可以消除这种故障。9能够用模拟示波器观察 1Hz 的信号吗？模拟示波器是利用被测信号的周期性，在荧光屏上重复扫描获得稳定波形的。当被测信号频
10、率较低时，用于扫描的锯齿波，其周期也会相应变长。这就造成观察者可以在屏幕上看到光点的缓慢移动，而不是波形连续的曲线。图1.1.24 所示的波形，更确切地说，应该是光点移动的轨迹。但是，有些观察者可以通过大脑的记忆，而在大脑中形成这样的波形。因此，应该说，模拟示波器可以显示低频信号，但是效果不好。有一种被称为“长余辉” 的示波器，利用一种特殊的荧光粉这种荧光粉，在电子束轰击并停止轰击后，会继续发出较长时间的余辉，余辉时间的长短，也是示波器的一个指标可以使模拟示波器稳定显示更加低频的被测信号。10 将一个信号源的正弦波输出直接接到示波器的通道 1，却看到一条直线。这是为什么？这是教师在指导实验时，
11、最常遇到的问题，只要同学们认真分析，就不难解决。可能造成这种现象的主要原因有：l 信号源本身就是损坏的；l 信号源没有使用正确；l 信号源存在过量的衰减，输出值太小；l 信号源的输出线断了；l 示波器是损坏的；l 示波器的通道选择错误（常见）；l 示波器的输入耦合开关错误地置于 GND 上（常见）；l 示波器扫速太快（常见）；l 示波器通道 1 的电缆线断了；l 其它可能的错误。很显然，同学们遇到这样的问题，立即叫老师，是错误地认为，不是信号源坏了，就是示波器坏了，而仪器损坏自己是无能为力的，只好叫老师。实际上，以我们的经验，多数情况下，发生这种现象的原因是仪器损坏之外的。正确的处理方法是：将
12、信号源和示波器断开，用示波器的校准信号单独测试示波器，以保证示波器工作良好，然后用替换的方法，按照上述可能的故障，逐步查找，很快就可以找到故障所在。11 孙同学发现了一个奇怪的现象：他将信号源输出电缆线的红线和示波器电缆线的红线连接在一起，却忘记将这两根电缆线的地线（黑线）接在一起。可是，他却在示波器上看到了清晰的信号源输出。这是为什么？出于安全和抗干扰的要求，许多仪器设备都将机壳、信号地和电源引线中的大地相连（仪器的大地来源于建筑物就近的接地点，并且通过墙内的交流电源线，出现在电源插板上）。因此，当信号源和示波器共用一个电源插板，它们的信号地实际上已经连接在一起了。这就造成了张同学发现的奇怪
13、现象：信号的单线传输。12 许同学明白了问题 11 后，心想，既然信号源的地线和示波器的地线已经在电源插板上连接在一起，以后只需要连接信号线就可以了，地线可以不接了。这样做，对吗？这样做不对。不管外部连接与否，正确的使用规定的接地线是必须的。13 钱同学希望将输入信号反相后接入，于是他将信号源的黑线和示波器的红线连接，信号源红线与示波器黑线连接，这样做，可以吗，有危险吗？由于问题 11 已经解释的原因，信号源和示波器的地线实际上已经连接在一起。当将信号源的红线和示波器的黑线连接在一起，实际上就等于将信号源的红线和自己的地线连接在一起，肯定会造成信号源的输出短路。轻则烧毁保险，重则引发更大的故障
14、或者危险。14 何同学也发现了一个奇怪的现象：他用手接触示波器探头中的红线，发现示波器上显示出高达几十伏的，频率大约是 50Hz 的，很难看的信号。难道自己是一个信号源吗？或者自己的身体可以发电吗？人体类似于一个大天线，在目前的环境中，接收 50Hz 交流电引起电磁场变化产生的干扰信号，是一种客观存在。这种干扰信号的特点是：电压幅度较大，高达几十伏，但是输出电阻也很大。因此，这种高电压干扰，既不能电击别人，也不能提供功率输出点亮灯泡，或者电炉子。但是，这种信号在遇到高输入阻抗的仪器时，却能够将电压体现在仪器的输入端。示波器的输入电阻为 1M，接收并显示这个电压是正常的。多数电路设计中，信号都具
15、有较小的输出电阻，这些信号即便幅度很小，当它们与人体接触时，就类似于一个小幅度、低输出电阻的信号与一个大幅度、高输出电阻的信号的连接，实际的输出值几乎不会受到人体的干扰。这就是很多电路中，用手指接触电路的裸露部分，几乎不会影响电路工作的原因。而一旦电路设计中，出现某个裸露部分，具有较高的输出电阻，并且被人体接触，则电路有可能出现故障。这就是为什么有些仪器的内部电路，不允许随意触摸的原因。这种特性，也被应用于一些检测领域：比如有一种触摸台灯，台灯表面有一个金属片，连接一个高输入电阻的检测部分通常用高阻的场效应管实现，当人体感应的干扰信号通过手指接触到金属片，则放大电路就接受到一个比较大的电压信号
16、，利用这个电压信号作为人体接触台灯的标识，来点亮或者关闭台灯。15 在双踪显示中，如何选择使用 ALT（交替）或者 CHOP（断续）？在被测信号频率较低时，不宜使用 ALT。在被测信号频率较高时，不宜使用 CHOP。在大多数情况下，ALT 和 CHOP 没有明显区别，可以随意使用。16 胡同学将探头校准信号引入通道 1，却显示两个光点在屏幕上移动，是怎么回事？是扫速不合适引起的。将扫速开关由原先的 0.2s/DIV 改为 0.5ms/DIV，显示正常。17 示波器出现图 1.1.25A 所示的波形，是怎么回事？在双踪显示中，出现这种奇怪波形，一般是由于两个波形的显示位置不合适而引起的。实际的波
17、形如图 1.1.25B 所示，由虚线、黑实线、白实线组成，其中黑实线在荧光屏之外，肯定无法显示，而虚线由于波形的沿很陡，实际扫描时间非常短暂，导致只有仔细观察，才有可能看到虚弱的线，一般都会被忽视。改变两个通道的 0 电平位置 通过 Y 轴 POSITION 旋钮，或者改变其Y 轴增益 通过 Y 轴增益开关，就可以消除这种奇怪的波形，而清楚地显示两个波形及其关系。18 示波器可以用于观察或者测量非周期性信号吗？根据示波器工作原理，示波器无法将非周期性信号稳定显示，因此，似乎示波器面对非周期性信号，也就无能为力了。但是，观察者也可以利用示波器的不稳定显示，获得足够的信息，比如检测电源质量、观察噪
18、声特征等。因此，示波器也广泛应用于观察或者测量一些非周期性信号。19 怎样用示波器检测直流电源？示波器可以粗略检测出直流电源是否满足要求：电压是否准确、纹波是否合适。1） 直流电源的电压判断直流稳压电源提供的输出电压，是否满足设计的数值要求，通常有两种方法：万用表测量和示波器测量。万用表使用方便，读数准确。但是，它无法判断电源是否含有较大的纹波。示波器读数不甚准确，使用也相对较为麻烦，但是，它的可视性弥补了这些缺陷，也被广泛采用。更加合理的方法是两者的结合：首先用示波器做粗率观察，然后用万用表做精确测量。直接并仅用示波器检测直流电源的输出电压，通常应用于对电源电压的准确性要求不高的场合。从示波器屏幕上刻度可以看出，观察者一般可以分辩出刻度中的 1/2 个小格，而在示波器的纵轴上，有 40 个小格，因此，误差小于1/80 的测量要求，示波器是难以实现的。加上示波器本身的误差，示波器测量就显得更为粗略。因此，示波器一般用于估测。测量方法是，将示波器 SWEEP MODE 选择为自动触发，输入耦合开关置于 DC，然后根据 0 电平线读数。2） 直流电源的纹波将示波器的输入耦合开关置于 AC，并适当增大 Y 轴增益，就可以看到直流电源上的纹波。尽管示波器难以将这样的非周期性信号稳定显示，但是观察者一般都可以从重叠波形中粗略读出纹波幅度，并用这个幅度来衡量直流电源的纹波大小。
