1、示波器基础知识与应用,Camp-TE-001,FMC-MS _ TE,Fei Zhou,2011.02.20,Fei Zhou,Course Content 课程大纲,什么是示波器,示波器是形象地显示信号随时间变化波形地仪器，是一种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本种类。 示波器的用途： 电压表，电流表，功率计 频率计，相位计 脉冲特性 示波器的应用： 电子，电力，电工 压力，振动，声，光，热，磁 以示波器为基础的仪器： 逻辑分析仪，时域反射仪(TDR)，晶体管特性测试仪，心电图。,示波器概念,示波器的主要功能是：精确地再现时间和电压幅度的函数波形。用它可以即时地观察电压幅度相对时间的
2、变化情况，从而获得波形的质量信息，如幅度和频率，波形，不同波形的时间和相位的关系 在概念上，我们可以把示波器分为模拟示波器和数字示波器，它们测量的目标是相同的，而在实际结构上它们的内部采用的技术不同，所以它们的表现形式并不相同。 数字示波器的蓬勃发展与模拟示波器的逐渐消亡将成为历史的必然趋势。数字技术的发展赋予示波器更多波形捕获能力，更多的数学运算功能，它可以是一台具有波形显示的功率计，可以进行波形参数分析，它还能存储各种波形以及相关的信息,示波器的组成,水平系统 垂直系统 扫描系统 触发系统 显示系统,示波器的工作单元,什么是波,随时间变化的模式称为波，声波、脑电波、海浪、电压波形都是波 波
3、形能够揭示信号的许多特性 当看到波形的高度变化，则表示电压值在变化 当看到的是平坦的水平线，则表示在一段时间内，信号没有变化。 平直斜线表示线性变化，电压以恒定的斜率上升或下降。 波形中的尖角指示的是突然的变更,波的类型,大多数波都属于如下类型： 正弦波 方波和矩形波 三角波和锯齿波 阶跃波和脉冲波 噪声波 复杂波 还有很多波是上述波形的组合,波的参数,周期 频率 正脉冲宽度 负脉冲宽度 上升时间 下降时间 幅度 占空比 占空比 延迟,峰-峰值 均值 周期均值 最小值 最大值 过冲 过冲,示波器的类型,模拟示波器 模拟数字混合示波器 数字示波器 数字荧光示波器 取样示波器,模拟示波器,模拟示波
4、器的缺点 只有纯粹的视觉信息 闪烁，丢失 带宽不够 只有边沿触发，无预触发,数字示波器,普通数字示波器的缺点 波形捕获率低 由于数据不够，造成混跌 2维数据显示不能表明事件发生频度,数学荧光示波器,将ART和DSO的定性和定量性能合二为一，是一项可观的成就。 提供三维的信号信息，可用它解释信号的动态特性，包括信号瞬态变化情况和事件频率，可精确地显示复杂信号，如视频信号或数字波形上的高速异常信号等。 DPO提供的信号数据远远多于DSO，可确保看到所有信号细节，；可防止出现数字混淆现象，并能够轻松地捕获偶发信号事件。,Course Content 课程大纲,带宽是选择示波器的第一参数,示波器的结构
5、决定了带宽的重要性： 放大器的模拟带宽决定了示波器的带宽；放大器是信号进入示波器的大门，它的带宽决定了示波器的带宽，示波器能请进什么样的信号由这个大门来决定。,ART,DSO,DPO,放大器,水平 放大器,垂直 放大器,延迟线,触发,放大器,多路 分解器,采集信号 存储器,uP,显示 存储器,A/D,放大器,数字 荧光器,A/D,uP,模拟实时 显示,串行 处理,并行 处理,带宽,测量AC波形的仪表通常有某种最大频率，超过它，测量精度就会下降，这一频率就是仪表的带宽，它由仪器的幅频特性决定。定义：在幅频特性中，仪表的灵敏度下降3dB，此时的频率为仪表的带宽。,注：只能测量AC电压的仪表，必须对
6、高频和低频带宽都加考虑。,以方波为例,方波是由基波与无数奇次谐波叠加所构成，包含的谐波越多，波形越近似方波。 方波的质量根据包含的谐波次数，其近似程度有所不同。 每个谐波的幅度必须使波形成为方波所需要的恰当值。 此外，谐波之间的相位关系也必须正确：谐波以不等量延迟，即使谐波幅度正确，方波也会失真。,选择示波器的带宽依据 - 谐波,由此可见，要对波形进行准确的测量，对于非正弦波的波形，必须考虑其谐波。假如组成波形的主要谐波分量超出仪表的带宽，那么我们就不能精确地测得波形的参数,带宽对方波的影响,带宽如何在时域影响波形。 信号进入示波器首先是通过放大器，它是一个低通滤波器。 放大器的带宽很宽（和基
7、波比较），输出方波不表现失真。 放大器的带宽变窄，波形中的某些谐波不能通过，输出的方波发生畸变，产生误差。 放大器带宽很窄，输出的几乎完全不像方波，由于缺少主要的谐波分量，波形呈圆弧状。,90,10,上升时间测量,选择示波器的带宽依据 -上升时间,理想的方波和脉冲波的电压是有突然变化的波形，陡变有一定时间这取决于系统带宽及其他电路参数。 波形从一种电压变至另一种电压的时间称为上升时间,测量仪表的带宽将影响脉冲和方波的上升时间，上升时间和带宽的关系由下式决定： T上升0.35/BW BW=带宽（3dB时的频率）（单位Hz） 波形从最小值过渡到最大值越快，所含谐波就越多，波形所含的频率量也越高。
8、仪表的上升时间应小于被测量信号波形的上升时间。测量所得的上升时间 信号上升时间2测量仪表上升时间2,上升延同带宽的关系,选择示波器的带宽 （经验）,波形的重要谐波,列出的影响波形的谐波数是基波的倍数：波 形 重要谐波数（基波10） 正弦波 1:1 方 波 1:9 三角波 1:3 脉冲波（占空比50） 1:9 脉冲波（占空比25） 1:14 脉冲波（占空比10） 1:26（ 正弦波基波为：1 ）,上升时间与测量精度 信号上升时间 上升时间 仪表上升时间 测量精度之比 1:1 41%2:1 22% 3:1 12%4:1 5%5:1 2%7:1 1%10:1 0.5%,23,案例- 示波器的带宽对单
9、次信号捕获的影响,全带宽模式下的单次捕获,20M带宽模式下的单次捕获,24,案例- 示波器的带宽对单次信号捕获的影响,捕获不同，测量结果也有很大的差距,全带宽模式下的参数测量结果,20M带宽模式下的参数测量结果,采样率与单次信号带宽的关系,奈奎斯特取样原理 在正弦波上采样，需要在一个周期采集最少两个以上的点就可重现波形 fs(取样率)2BW(信号频率） 例：100M正弦波信号，最少采样率？2X100M200MS/s 数字示波器的单次带宽定义 为单次(瞬态)信号测量中可获得的最大带宽 BWsfs(采样率) kR(与重现技术有关的内插系数) 2.5 . 4 . 10 . 例：内插系数为4，采样率为
10、100MS/s,示波器单次带宽？100MS/s425MHz,采样是等间隔地进行； 采样率以 “点/秒”来表示。,采样过程,信号,采样,数字化,存储,采样保持,转换成为数据,顺序存储,屏幕显示选定,部分的内存,屏 幕,10111001 11110101 . . .,1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 ,模拟信号转化为数字信号经变换后最终恢复成模拟波形显示在示波器上，通俗地说，采样实际上是在用点来描绘进入示波器的模拟信号。 “死区”指的是仪表不捕获信号的时间，如：数字化过程、数据处理过程，模拟示波器的回扫过程 数据存储到存储器中，还可以进行预触发，后触发的观察与分析。,
11、采样率比较- 数字等效采样与实时采样,采样间隔,数字等效采样技术：从重复性信号的不同的周期经过多次单采样，取得足够的采样点来重建这个重复信号的波形。等效采样必须满足两个前提条件：1、信号必须是重复的 2、必须能稳定触发 实时采样比较：最直观的采样方式，采样率超过模拟带宽45倍或更高。可捕捉单次信号以及隐藏在重复信号中的毛刺和异常信号的有效方法。,数字等效采样,实时采样比较,采样率对单次信号的捕获的影响,实际工作中，比如：冲击电流、破坏性试验的捕捉和测量，对欠幅脉冲、单脉冲、毛刺、电源中断、电压击穿、开关特性等等瞬态信号和非重复信号进行捕捉和分析，这些都是每天都要面对的。只有高的采样率才能捕捉到
12、这些信号。,采样率的选择,我们在确定示波器的带宽后，还要选择足够的采样率来与之相配合，这样才能获得适合于实际测量中的实时带宽，从而获得满意的测量结果。 如果在实际的测量中，比较重视单次信号的精确信息，我们建议采样率要在带宽的五倍以上，最好能在八到十倍。,30,案例 - 采样率对带宽性能的影响,采样率不够，即使有足够的带宽也是不能获得到完整的波形细节的，所以，要获得较好的带宽性能，不仅要选择一个高带宽的放大器，还要有相对较高的采样率与之配合。,200M/s的采样速率,1250M/s的采样速率,31,示波器的触发和信号存储深度,定义：一个波形记录是指可被示波器一次性采集的波形点数。最大的记录长度由
13、示波器的存储容量决定，要增加存储容量才能增加记录长度。 记录长度和观看波形细节有关。 记录长度=采样率记录时间,32,波形的存储,示波器的存储由两个方面来完成： 触发信号和延时的设定确定了示波器存储的起点； 示波器的存储深度决定了数据存储的终点。,示波器的触发,触发电路的作用就是保证每次时基在屏幕上扫描的时候，都从输入信号上与定义的触发点相同的点开始，这样每一次扫描的波形就同步的，从而显示稳定的波形，见图b/c；没有触发电路在屏幕上看到的将会是具有随机起点的很多波形杂乱重叠的图象，见图a 。触发是使用示波器最麻烦的一点，示波器提供了许多触发方式，可根据测量问题加以应用。作为数字示波器来说，触发
14、实际上参与了确定波形的存储起点。,3,2,1,不正常触发,正常触发,a,b,c,34,数字示波器的高级触发功能（条件触发）,高级触发功能的模式，主要针对数字信号：首先，对偶尔出现问题的信号现象进行预测；确定脉冲的受限状态况，以及安排用一个脉冲，或者是与这些状况相匹配的脉冲来触发。 具体形式有： 脉冲宽度触发； 矮脉冲触发； 脉冲斜率触发； 逻辑触发 建立/保持时间触发,35,数字示波器滚动模式,滚动模式是一种可以应用于全连续显示的方式 在这种模式下，示波器采集采样点并立即将采集的数据复制到显示存储器。而这些新的采样点显示于屏幕的右面，屏幕上已有的波形则向左滚动。老的采样点一但移到屏幕左面即行消
15、失。这样一来屏幕上显示的波形总是反映出最新信号对时间变化的情况。 由于有了滚动模式，就可以用示波器来代替图表记录仪来显示慢变化的现象，如化学过程、电池的冲放电周期或温度对系统性能的影响等。,36,数字示波器的一个最显著特点在于它容许用户观看触发前的事件。这是因为数据被连续地存储到内存中，同时触发事件在数据量足够后停止采集。,预触发/后触发,采样点数字化时间等间隔可选的预/后触发,触发耦合,触发耦合：触发信号与触发电路的耦合方式 默认时为DC耦合，触发源直接连到触发电路 交流耦合：触发源通过一个串联的电容连到触发电路 HF抑制：使触发源信号通过低通滤波器以抑制高频分量，这意味即使一个低频信号中包
16、含很多高频噪声，仍能使其按低频信号触发。 LF抑制：使触发源信号通过一个高通滤波器以抑制其低频成分，这对于显示包含很多电源交流声的信号时的情况是很有用的。 TV触发：在TV模式下触发电平控制不起作用。这时示波器使用视频信号中的同步脉冲作为触发信号。TV触发有两种模式，TVF 场和TVL行 数字示波器的高级触发功：单次、毛刺、宽度、欠幅脉冲、斜率、建立/保持逻辑（定时关系和状态分析）TV（可选场/行和行计数）,示波器的波形捕获率,波形捕获率也就是波形刷新率，已经成为考核一台示波器的重要参数之一； 对于示波器来说，波形捕获率高，就能够组织更大数据量的波形质量信息，尤其是在动态复杂信号和隐藏在正常信
17、号下的异常波形的捕获方面，有着特别的作用。,结构比较,ART,DSO,DPO,放大器,水平 放大器,垂直 放大器,延迟线,触发器,显示,放大器,多路分解器,采集存储器y,微处理器,显示存储器,A/D,显示,放大器,采集光栅,显示存储器,A/D,显示,数字磷光,微处理器,DPX波形图像示波器,模拟显示,串行处理,并行处理,数字示波器产品,普通数字示波器的缺点 波形捕获率低 由于数据不够，造成混跌 2维数据显示不能表明事件发生频度,定义： 能够以信号的三维信息，即：幅度，时间，以及幅度随时间的变化，实时地显示，存储与分析复杂信号的新一代示波器。,数字荧光示波器（DPO）的 定义与特点,特点： 将A
18、RT和DSO的定性和定量性能合二为一。 它解释信号的动态特性，包括信号瞬态变化情况和事件频率，可精确地显示复杂信号，如视频信号或数字波形上的高速异常信号等。 信号数据远远多于DSO，可确保看到所有信号细节，；可防止出现数字混淆现象，并能够轻松地捕获偶发信号事件。,数字荧光示波器先进技术,数字荧光示波器是基于一种新的高速并行处理器结构(DPX),它同时具有信号获取和显示处理能力 DPX独有波形成像处理技术,它负责建立和处理实时的显示亮度等级 DPX提供了比数字示波器多1000倍的信号数据 具有Y-T,X-Y,X-Y-Z显示模式,Course Content 课程内容简介,示波器的连接与I/O,探
19、头测量质量的关键环节,探头对于示波器测量非常重要 探头是连接示波器与信号的桥梁、探头对于测量质量非常关键、 示波器只能显示和测量探头传送回来的信号探头是示波器测量链的第一个链环 探头的是否适当或优劣决定整个测量链路的质量,什么是探头,探头的本质 一般定义：一个在测试点或信号源和一台示波器之间做的物理及电路的连接 充分定义：是把信源连接到示波器的输入通道的一种设备或电路网络 合适探头的三个主要因素 1） 物理连接 2）对电路动作的影响 3）信号的保真度及传送 探头是传感器 大多数示波器探头是电压传感器 电流探头：探头变换检测到的电流成为相应的电压信号，再将其送到示波器输入端 其它传感器：光电探头
20、检测光功率 振动变换器传感器、探头、示波器连接在一起才被视为一个测量系统,理想的探头,关键属性 连接简易和便利 绝对的信号保真度 探头尖处原有信号应当被忠实地复制到示波器输入端 零衰减 无限带宽 跨越所有频率的线性相位 零信号源负载 不改变任何电路动作，零电流分流 无限的阻抗 完全噪声抗扰性,重要概念 衰减 一个信号的振幅被减小的处理过程 线性相位 保持非正弦波形中谐波的相对相位关系 负载 跨在信源上的阻抗，一个开环电路是“空载”状态 负载作用加于源的负载从源分流电流的过程,探头动态范围的限制,探头动态范围：所有探头都有不应超过的高电压安全限制 无源探头通常在几百伏到几千伏 有源探头经常是几十
21、伏1X探头（1倍增益探头） 动态测量范围与示波器一样 10X探头（10倍衰减探头） 将输入信号衰减10倍 有效增大示波器测量范围：示波器灵敏度1mV/div-10V/div,连接10X探头后变为10mV/div-100V/div 1X/10X探头 增益可切换探头 如：示波器灵敏度1mV/div-10V/div,连接1X/10X探头后变为1mV/div-100V/div，动态范围更大 在1X模式下必须更多注意信源负载,探头阻性负载,探头通过阻性负载分流一些信号电流以便在示波器输入端获得输入信号电压 1X探头通常内阻为1M，10X探头通常为10M 通常这些阻值使得负载为零，但当测量高阻抗信源时就必
22、须加以考虑了 测量一个电池驱动的电阻网络，电池实际输出电压E0100V，内阻Ri100，阻性负载的影响如下：,E0=Eb *Rl / ( Ri + Rl )=100V*100KV/(100V+100KV)=99.9V,E0=100V*50KV/(100V+50KV)=99.8V,阻性负载会降低观察信号的幅度,但不会改变波形形状,探头感性负载,探头接地 因为探头接地必须为进行测量而从信源分流,必然存在电流回路,这条回路由一个探头的地导线连接电路或公共地地接地导线提供 接地导线实质就是一条电线 因此就有一定数量的分布电感 电感与探头电容相互作用 引起某一频率的相互作用 振荡频率由L和C值决定 LC
23、电路的振铃频率 FRINGING=1/2 LC 8pF电容和6in长地线的振铃近似为145MHz 6in长地线约25nH*6=150nH TRISE=0.35/145MHz=2.4ns 只要该探头测量上升时间近似2.4ns的任何波形都将会出现振铃 采用最短的接地方式就会减少感性负载对测量的影响,1) 探头的接地线把自感加入电路。接地线越长，自感越大 2) 快速脉冲产生阻尼振荡的可能性也就越大,探头感性负载对测量的影响,将短电线接入测试点，能改变信号的保真度。在右面情况下，上升时间从 4.74ns（a）被改变到5.67ns（b）,延伸探头接地线能引起阻尼振荡在脉 冲上出现,理解探头的一些主要指标
24、（通用）,带宽 指探头的响应引起输出振幅降至70.7%的频率（-3dB）某些探头也有低频带宽限制 AC电流探头 两个带宽指标 低端截止频率 高端截止频率 示波器与探头的系统带宽才是最终决定测量性能的核心因素 系统带宽决定系统上升时间 系统上升时间应该典型的比正在测量的上升时间快4-5倍,最大额定电压 与最大测量电压不同 由探头本身和测量点的探头组合的额定击穿电压决定 传输延迟 信号从探头尖经过探头组合到达示波器接头的时间 每个探头随着信号频率的变化都会产生一些小的时间延迟及相位移位 传输延迟通常仅涉及两个及更多的波形比较测量 应确保每个通道延迟时间一致 输入电容:探头电容指标是指在探头尖的电容
25、对于高频信号，这个电容值越小越好 如果一个脉冲持续时间比探头的RC时间常数低5倍，脉冲振幅将受到影响 示波器的输入电容应该在探头的补偿范围内 温度范围 温度变化会影响探头精度,高级测量技术接地线问题,接地线问题的处理 示波器系统带宽一定高于探头尖所处理信号的高频含量 探测快速信号时探头接地线应该尽可能短 产品设计师应该注意产品可测性 利用ECB-探头尖适配器 或使用一根有源FET探头 高输入阻抗和极低的输入电容（经常不到1pF）,典型的ECB-探头尖适配器,对于有源探头及无源探头，地线作用的例子。三个踪迹，a图为使用1/2英寸，6英寸，及12英寸的无源探头接地线对波形的影响。B图为使用FET有
26、源探头接地线对波形的影响，他们显示的是同一波形。,高级测量技术地回路噪声,地回路噪声注入 噪声注入进接地系统可能是由于在地回路系统中，在示波器公共点及测试电路电源地线及探头电缆线、地线之间存在不必要的电流流动。通常，这些点应当是零伏特电位，并且没有地电流流动。然而如果示波器和测试电路建立在不同建筑物地系统之上，就有可能有小的电压差，或者说在其中的一个建筑物地系统上有噪声。结果形成电压降，电流将通过探头地外部屏蔽流动。这一噪声电压将在探头尖与信号一起串联注入示波器。因此波形上会出现噪声，或者波形可能由于噪声产生阻尼振荡。随着地回路噪声的注入，噪声通常是交流电频率噪声（50Hz）解决办法 示波器及
27、被测电路使用同一电源地从而使接地回路最小化 探头和电缆坚决远离串扰源，尤其不能允许探头电缆线越过或并排于电源电缆线其它解决办法 使用地隔离监视器 在测试电路或示波器使用一个电源线隔离 变压器 使用隔离放大器，将示波器探头与示波器 隔离 使用差分探头做测量（抑制共模噪声） 无论如何都不可破坏示波器三线的接地 供电系统而隔离示波器或测试电路,高级测量技术感应噪声,感应噪声 噪声直接地被感应进入探头地线 一般探头接地线看起来是一个单圈的天线 这条地线天线对于逻辑电路或快速变换信号，相当容易受到电磁干扰 探头地线放置于靠近被测试的电路板的某个区域，如：时钟，地线可能感应到信号 感应噪声与地回路噪声区别
28、 四下移动探头接地线，噪声电平变化，就是感应噪声 探头与探头地线短接形成回路天线感应到强辐射噪声 解决办法 使地线远离所被测试板上的噪声源 使用更短的地线,探头接地线环路（探头尖短接地线夹钳）感应电路板信号而产生噪声的例子,高级测量技术小信号测量,降低噪声 平均采集模式 计算用户指定的采集数的每个记录点的平均值。平均模式对每个单独的采集都使用取样模式。使用平均模式可以减少随机噪声。 高分辨率 计算每个采集间隔所有取样值的平均值。该模式也只能用于实时、非内插取样。高分辨率模式提供了较高分辨率、较低带宽的波形。 1X无源探头 必须为较高带宽及更低负载的探头 差分前置放大器 差分预放大通过共模抑制提
29、供噪声抗扰性及放大小信号的优点，由此小信号将在示波器敏感范围内 uV级的测量能力 在高噪声环境下也可应用,信号平均（b）可以净化具有噪声的信号（a）,正确的选择探头,选择依据 信号类型（电压、电流、光学等等） 信号频率成分（带宽问题） 信号上升时间 阻抗（R和C） 信号振幅（最大或最小） 测试点几何形状（引线的元件，表面贴装等等）,以待测信号类型为基础的各种探头类型,无源电压探头,探头对被测点的影响（一）,不加探头 Gain = - RC / RE加探头,Gain = -(RC|RP)/ RE,Vcc,Cc,Rc,PROBE,RP,CP,RE,VIN,NOTE: Vcc is an AC Gr
30、ound,探头对被测点的影响（二）,例如：Rc10K Re10 Cc= 100pF Rp1M Cp=20pF原电路增益和截止频率： 增益 1000 截止频率 1/2 *10k *100pF=160KHz接入探头后的增益和截止频率： 增益 990 截止频率 1/（2 *9.90k *120pF）=134KHz,无源探头选型考虑的因素,示波器 带宽： 探头带宽大于等于示波器带宽 输入电容 探头电容补偿范围必须覆盖示波器的输入阻抗 例如：P5050、P6139A 倍率读出支持 自动读出衰减倍率，直接得到实际数值 负载效应 示波器是50 还是1M 输入阻抗补偿; 系统的带宽;接地; 结构.,探头补偿,
31、典型的10X高阻探头模型,使用有源探头的好处,使用简便 使用相应仪器提供供电 示波器 AutoCal 功能自动补偿探头的漂移和偏置 自动读出功能消除读数误差 自动端接电阻判断，消除手动设置 更宽的动态范围，满足当今大多数逻辑电平测试要求 可变直流偏置，将关心的信号偏置到示波器的线性范围。探头的偏置可以通过匹配的仪器面板或者探头本身的旋钮控制,高速差分探头的应用,通信 (Gigabit Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand) 计算机/半导体 (PCI-Express, Serial ATA, IEEE 1394, USB 2.0, RAMBUS, DDR) 磁盘
32、/光盘电路 高速数字电路（ECL，DVI，LVDS。）,示波器附件,各种接头，连接线,探头座,仪器车,Course Content 课程内容简介,示波器前面板（安捷伦54622）,前面板控制-1,1. 电源开关 按一次打开电源；再按一次关闭电源。 2. 亮度控制 顺时针旋转可增加模拟波形亮度，逆时针旋转则降低亮度。 3. USB 端口 连接 USB存储设备以保存或调用示波器设置文件或波形。 4. 探头补偿接线端 利用这些接线端的信号使每个探头的特性与其连接的示波器通道相匹配。 5. 数字通道控制 这些控制可打开/ 关闭数字通道，用于在显示屏上重新定位时选择数字通道。 6. 垂直位置控制 使用该
33、旋钮更改显示屏上通道的垂直位置。每个通道对应一个 Vertical Position （垂直位置）控制 7. 打开/ 关闭通道键 使用该键打开或关闭通道，每个通道对应一个 Channel On/Off （打开/ 关闭通道）键 8. 数学键 通过 Math （数学）键可使用 FFT （快速傅立叶变换）、乘法、减法、微分和积分函数。 9. 垂直灵敏度 使用该旋钮更改通道的垂直灵敏度（增益）。 10. AutoProbe 接口 将探头连接到示波器时， AutoProbe Interface 尝试确定探头的类型并在 Probe （探头）菜单中设置它的参数。 11. 通道输入 BNC 连接器 将示波器探
34、头或 BNC 电缆连接到 BNC 连接器。这是通道的输入连接器 12. 标签键 按下此键可访问 Label （标签）菜单. 13. 文件键 按下 File （文件）键可访问文件功能，例如保存或调用波形或设置。或按下 Quick Print （快速打印）键从显示屏打印波形 14. 实用程序键 按下此键可访问 Utility （实用程序）菜单，可在其中配置示波器的 I/O 设置、打印机配置、文件资源管理器、服务菜单和其他选项。 15. 触发控制 这些控制确定示波器如何触发以捕获数据 16. 运行控制 按下 Run/Stop （运行/ 停止）使示波器开始寻找触发 17. 波形键 使用 Acquire
35、 （采集）键可设置示波器以“正常”、“峰值检测”或“平均”模式采集,前面板控制-2,18. 水平延迟控制 当示波器运行时，使用该控制可设置与触发点相关的采集窗口。当示波器停止时，可以转动此旋钮将数据水平平移。这样您可以在触发之前（顺时针转动旋钮）或触发之后（逆时针转动旋钮）看见所捕获的波形。 19.水平主/ 延迟键 按下此键可访问相应菜单，可在菜单中将示波器显示分割成“主”和“延迟”部分，并可从中选择 XY 和“滚动”模式。 20.水平扫描速度控制 转动该旋钮可调节扫描速度。这将更改显示屏上每个水平格的时间。如果在已采集波形和且示波器停止后调节，则将产生水平拉伸或挤压波形的效果。 21. 测量
36、键 按下 Cursors （游标）键可打开用于测量的游标。按下 Quick Meas（快速测量）键可访问一组预定义测量值 22. 显示 显示屏将为每个通道使用不同的颜色显示捕获的波形 23. Entry 旋钮 Entry 旋钮用于从菜单选择项或更改值 24. 自动定标键 当您按下 Autoscale （自动定标）键时，示波器将快速确定 哪个通道有活动，它将打开这些通道并对其进行定标以显示输入信号。 25. 软键 这些键的功能会根据显示屏上键上方显示的菜单有所改变。,熟悉操作按钮（二）,主菜单选项软键,次级菜单软键,存储/调用和系统按钮,产品标识,菜单关闭按钮,硬拷贝按钮,熟悉操作按钮（三）,通
37、用旋钮和游标控制按钮,波形监测系统,垂直系统,运行控制系统,水平时基和捕获系统,触发系统,总线系统,探头补偿（一）,欠补偿CH1,过补偿CH3,正常补偿CH2,识别屏幕上的标识,通道标识,垂直系统标识,水平时基标识,采样率与记录长度标识,触发系统标识,触发电平,触发状态,运行模式,水平放大机准点,触发位置,垂直系统垂直系统旋钮,TekVPI 泰克通用探头接口,垂直分度旋扭,垂直菜单按键,垂直位置旋扭,数学运算菜单按键,参考波形菜单按键,总线设置菜单按键,垂直系统输入耦合（一）,输入耦合分为三种状态： 直流耦合：将信号直接接入仪器；常用 交流耦合：可以想象成把信号通过一个电容，通交阻直，耦合进入
38、仪器；在测试有较大直流偏置的信号时，能提高测量的精度，减少人为误差。 如测量直流开关电源的纹波。接地：内部与外部输入信号断开，并与地线短接。可以验证参考点的电平是否与地线电平重合，确保避免由此带来的测量误差。,直流耦合,交流耦合,接地,垂直系统带宽限制器,打开带宽限制器后，示波器的带宽就变为限制器的带宽。 如，选择20MHz带宽限制器，示波器就变成20MHz的示波器。 在实际测试过程中，会有一定量的干扰信号，这些信号并不是测试对象产生的，而是测试环境带来的，作为产品测试来说，在某些场合，可以不关心它们，这就是带宽限制器的作用。,垂直系统设置通道标识,给通道做标识有利于多通道的测试实验和实验后工
39、作文档的处理。,垂直系统微调垂直分度,打开“微调刻度”，可以根据特殊需要微调垂直分度。 应用一：可以在屏幕范围内充分放大波形，提高测量精度。 应用二：某些特殊场合，1.01V/div比1.00V/div更适合观测捕获的波形。,垂直菜单数学运算波形运算,双波形数学运算可以有+、-、，信号源可以选择任意通道和任意参考波形。,根据实际的需要，可以给运算波形制定标签。,当需要更加复杂的运算时，可以启用“高级数学”菜单，编辑更加复杂的表达式。,编辑表达式中，还可以加入两个变量，变量用科学技术法表示，编辑好的表达式可以在数学运算标识中显示出来。,水平时基与 捕获系统,水平时基与捕获系统记录长度,建议： 需
40、要高捕获率时，选择10K点； 需要高存储时，根据计算来选择其他选项。,触发系统控制旋钮与按键,触发菜单按键,触发电平旋钮,触发电平在50%,强制触发,TekVPITM探头接口,触发系统触发耦合（一）,触发耦合是对触发源的信号进行一定的处理，留下需要的特征，并传送到触发电路中。 触发信号的通路和测试信号的通路是不同的，我们对触发信号进行一系列的处理，不会影响被观测信号。,触发系统触发耦合（二）,触发耦合选择： 直流：直接传送； 高频抑制：衰减50KHz以上的信号； 低频抑制：衰减50KHz以下的信号； 噪声抑制：降低直流灵敏度。,触发系统B触发延迟时间触发,观测CH1上升延来后，延时100ns，
41、开始寻找CH4中的第一个下降沿。,注意A、B触发的设置。,数字通道,用a旋钮选中D0通道，开启显示，用b通用旋钮移动D0通道。,用快捷方式同时打开或关闭D0至D7通道或D8至D15通道。,选择最后一项可以开启/关闭和移动D7至D0。,使用a通用旋钮选择通道，选择最后一项，可以同时对D0至D7的通道操作，使用b通用旋钮调整阀值电平。MSO4000系列产品能调整任意通道的阀值电平。,打开预设定阀值，可以根据电路中半导体的产品选在通道的阀值电平。,选择后按应用，设定被选中通道的阀值。,根据实际需要，可以给通道制作标示。,根据实际观察需要，调整数字通道波形的高度。,测量自动测量,选择要测量的通道，包括
42、通道波形、数学运算波形、参考波形。,波形快照能显示所有测试项目的测量值。,选择四个测量值,如果有不需要的测量值，通过删除测量菜单删除测量，可以单个删除或全部删除。,测量指示器可以指示测量项目的具体位置，有利于对测量项目的理解，在操作手册中第126至131页，有所有测量值的解释。,测量选通是测量时的数据来源，可以是全部存储的数据，可以是屏幕显示内容对应的数据，也可以是光标之间内容所对应的数据。,测量统计功能是对测量进行有益的统计，但在不需要时，最好将其关闭。,测量光标与手动测量,第一次开启光标时，只打开垂直光标，两根光标由a、b两个通用旋钮分别控制，此时的“select”软键，控制光标b随a联动
43、或不联动。,第二次开启光标时，垂直光标，两根光标和水平光标同时打开，此时的“select”软键，控制水平光标与垂直光标进行切换，此时光标不能联动。,光标的单位在测量菜单中的“配置”光标中设置，通常垂直光标以秒为单位，水平光标设置为“基”，就是以幅度的单位相同为单位。,Save/Recall存储波形波形源,用通用旋钮a在“波形源”菜单中选择需要存储的波形，任何一个通道的波形或所有显示的波形。,应用案例 - 上电时序图,总结,示波器的作用是精确显示你所需要观测的信号和波形示波器的主要技术指标是保证所观测的信号和波形不失真的前提条件。我们需要以技术原理、定理、公式等基础知识，结合要观测波形的特征，共
44、同探讨示波器和探头指标对所观测信号精度的好处和危害。选择符合你观测精度要求的示波器。 根据波形特征，测试条件、测试环境合理设置示波器，并正确的连接被测电路，是示波器捕获信号的必要条件。 示波器作为观测电信号的工具，由于波形类别多样性和操作复杂性。要求我们结合所观测的波形特征，合理设置示波器的垂直和水平系统、选择设置触发和测量等功能。达到捕获波形和进行波形测量需求目的。 成为工具应用的专家 熟悉示波器原理，具有熟练的操作技能，才能更快更好的处理波形。 真正了解波形特征、分析触发条件，才能提高捕捉波形的技巧和能力。,Any Questions?,If you have any queries, pls contact trainer by: Fei Zhou 7889-87584,Thank You,Expect Excellence,Thanks for your participating!,
