示波器的測試波形

1、示波器的測試波形摘要:示波器是電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中和電子設(shè)備的檢修中最常用的儀器之一，而在使用示波器之時，被測信號測試波形的不穩(wěn)定常常會造成無法讀取波形數(shù)據(jù)或測量不精確。經(jīng)過在教學(xué)中和示波器的使用中不斷地摸索和總結(jié)，要穩(wěn)定示波器的測試波形，應(yīng)注意易困惑使用者的幾個問題，如觸發(fā)及觸發(fā)源的選擇， 電源觸發(fā)的方法，觸發(fā)電平自動鎖定，輸入耦合開 關(guān)使用，常態(tài)觸發(fā)(NOR)和自動觸發(fā)(AUTO )轉(zhuǎn)換，探頭合理使用等。只要合理的使用 和調(diào)節(jié)，選擇正確的檔位和測量方法就可以使得示波器的測試波形穩(wěn)定，以達(dá)到精確測量。關(guān)鍵詞：示波器？被測信號？觸發(fā)脈沖？波形穩(wěn)定正文：一、觸發(fā)及觸發(fā)源的選擇。在使用示波器時，一個

2、最基本的問題就是如何使得被顯示的波形穩(wěn)定下來。這就涉及到觸發(fā)操作，觸發(fā)操作是示波器使用中較難掌握的操作技能。因?yàn)樗婕暗绞静ㄆ鞯挠|發(fā)原理。示波器中是通過掃描來顯示被測信號的，每次掃描都顯示被測信號的一部分。要使得被顯示的波形是穩(wěn)定不變的， 就必須做到每次所顯示的波形是完全一樣的，即重疊的。對于周期信號來說，只要每次掃描所顯示的波形起始相位是相同的，那么每次所顯示的波形就是相同的，從而所顯示的波形就是穩(wěn)定的。為了做到這一點(diǎn)，示波器中除了將被測信號送到示波管去以外，還從中分出一路，用電壓比較器來形成觸發(fā)脈沖，用觸發(fā)脈沖去控制水平方向的掃描，以保證水平方向的每次掃描起始點(diǎn)都正好對準(zhǔn)被測信號的相同相位

3、點(diǎn)。故而，當(dāng)由于操作不當(dāng)而無法形成觸發(fā)脈沖時，所顯示的波形就不可能被穩(wěn)定下來。例如，圖所示正弦波是從被測信號在送往示波管的途中所分出來的一部分，則所形成的觸發(fā)脈沖及水平方向的掃描鋸齒波均如圖1所示：圖觸發(fā)脈沖是這樣形成的：將被測信號取出一部分送到一個電壓比較器，而電壓比較器的另一端則是其電壓被觸發(fā)電平旋鈕(Trigger LEVEL )所調(diào)節(jié)的直流電壓。當(dāng)被測信號的瞬時電壓高于觸發(fā)電平時電壓比較器就輸出高電平，而被測信號的瞬時電壓低于觸發(fā)電平時電壓比較器就輸出低電平。故電壓比較器輸出矩形波形式的觸發(fā)脈沖。掃描鋸齒波是這樣形成的：當(dāng)觸發(fā)脈沖的前沿到來時，鋸齒波的正程開始，但是正程的長短則由掃描開

4、關(guān)(TIME/DIV)來決定，掃描的逆程時間是固定的。若逆程時期結(jié)束后尚未有 觸發(fā)脈沖的前沿到來，則掃描鋸齒波維持低電平，一直要到某個觸發(fā)脈沖的前沿到來則第二 個掃描鋸波的正程期才開始。當(dāng)觸發(fā)模式開關(guān)(Trigger MODE)置于NORM位置時，示波器就按以上的方式來進(jìn)行掃描。顯然，如果沒有被測信號，或有被測信號但無法形成觸發(fā)脈沖時，就沒有掃描鋸齒波， 這時屏幕上就沒有掃描線。當(dāng)觸發(fā)模式開關(guān)置于AUTO位置時，示波器將自動形成掃描，故無論有無被測信號，掃描線總是會出現(xiàn)。但是，當(dāng)有被測信號時，示波器就立刻轉(zhuǎn)換到上面所說的工作方式上來。有沒有觸發(fā)脈沖的形成是示波器能否穩(wěn)定波形的關(guān)鍵。那么，如果觸

5、發(fā)電平自動鎖定開關(guān)(AUTO LEVEL)沒有按下，在下面幾種情況下將不會形成觸發(fā)脈沖，因而就不可能穩(wěn)定所顯示波形：第一，觸發(fā)電平旋鈕(Trigger LEVEL)調(diào)節(jié)不當(dāng)。當(dāng)觸發(fā)電平調(diào)節(jié)得高于被測信號的正峰值 或低于被測信號的負(fù)峰值時，從上面的圖中可以看到，此時就不可能形成觸發(fā)脈沖。第二，觸發(fā)源開關(guān)(Trigger SOURCE)設(shè)置錯誤。例如被測信號從CH1饋入，而觸發(fā)源開關(guān)置于CH2或EXT等，此時被測信號就不可能送到用于形成觸發(fā)脈沖的電壓比較器上，從而就不可能形成觸發(fā)脈沖。第三，Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)開關(guān)(VOLTS/DIV)設(shè)置不當(dāng)。如果原來所顯示的波形是穩(wěn)定的，又將 Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)開關(guān)向左旋動

6、了，此時，由于將被測信號的幅度衰減得更小了，就可能使得觸發(fā)電平高于被測信號的正峰值或低于被測信號的負(fù)峰值，也就不能形成觸發(fā)脈沖。第四，觸發(fā)耦合開關(guān)(Trigger CPLG)設(shè)置不當(dāng)。該鍵被按下時，被測信號將被經(jīng)過用于從 被測的電視信號中取出同步信號的同步分離電路，如果被測信號不是電視信號，遇不可能通過該同步分離電路，、故也不可能形成觸發(fā)脈沖。二、觸發(fā)電平自動鎖定 (AUTO LEVEL)不是所有的示波器都有這個功能。這個鍵一旦按下，則示波器內(nèi)用于形成觸發(fā)脈沖的電壓比較器的兩個輸入端上，一個端子是被測信號，另一個端子是被測信號的平均直流電平。 (此 時，由觸發(fā)電平旋鈕來調(diào)節(jié)的觸發(fā)電平被斷開，故

7、觸發(fā)電平旋鈕失效)。對于一般的被測信號而言，只要有這個鍵被按下，則示波器就會將所顯示的波形穩(wěn)定，因?yàn)橐话惚粶y信號的直流分量總是在其正峰值和負(fù)峰值之間，總可以形成觸發(fā)脈沖，故波形總是可以穩(wěn)定的。當(dāng)然，如果被測信號中疊加有較大的直流分量，而CH1或CH2耦合開關(guān)又置于 DC位置，觸發(fā)脈沖就無法形成了。故此時應(yīng)將耦合開關(guān)置于 AC位置，也就是將被測信號中的直流分量去掉。雖然在大多數(shù)情況下，只要將觸發(fā)電平自動鎖定鍵 (AUTO LEVEL)按下，就可以將被測信號穩(wěn)定，但是在有些特殊情況下， 卻不能將該鍵按下。例如測量調(diào)幅波時，如果將該鍵按下， 則只能穩(wěn)定調(diào)幅波中的載波，而不能穩(wěn)定調(diào)幅波中的包絡(luò)，但在使

8、用中，往往要求穩(wěn)定調(diào)幅波中的包絡(luò)。這時就不能將該鍵按下，從而通過調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕( Trigger LEVEL )來穩(wěn) 定包絡(luò)。如圖2所示：當(dāng)觸發(fā)電平在A范圍或在C的范圍時，可以穩(wěn)定顯示調(diào)幅波的包絡(luò)線；當(dāng)觸發(fā)電平在B的范圍時則可以穩(wěn)定載波。、電源觸發(fā)當(dāng)要顯示穩(wěn)壓電源的輸出紋波時，由于紋波的幅度一般是很小的（幾十毫伏），這么小的被測信號是很難形成觸發(fā)脈沖的， 故很難將其穩(wěn)定。不過，這時只要將觸發(fā)源開關(guān)置于 LINE 的擋位就可以了。因?yàn)榉€(wěn)壓電源的紋波肯定是與電網(wǎng)同步的，而觸發(fā)源置于LINE后，貝U示波器內(nèi)部就將來自電網(wǎng)的其電源變壓器次級的電壓送到電壓比較器去形成觸發(fā)脈沖，從而可以穩(wěn)定地顯示任何與

9、電網(wǎng)同步的被測信號。四、輸入耦合開關(guān)（AC/GND/DC ）如果該開關(guān)置于 AC擋，則由于被測信號的直流分量被隔斷，顯示的只是其交流分量。故 當(dāng)要從被顯示的脈沖中讀取其高低電平時，就不應(yīng)該置于 AC日擋。因?yàn)楸粶y脈沖被隔斷直流分量后，其高低電平可能會發(fā)生變化，故應(yīng)該置于DC擋。GND擋，屏不過，在讀取脈沖中的高低電平時，必須確定零電平，這時，將該開關(guān)置于 幕上所顯示的掃描線就是零電平。五、常態(tài)觸發(fā)（NOR）和自動觸發(fā)（AUTO ）在觸發(fā)模式開關(guān)中有兩擋：常態(tài)觸發(fā)（NOR）和自動觸發(fā)（AUTO ）,這兩擋有什么區(qū)別呢？在自動觸發(fā)狀態(tài)下， 即使沒有觸發(fā)脈沖的形成，示波器依然產(chǎn)生掃描， 故不論在什么

10、情況下，示波器的屏幕上總是會出現(xiàn)掃描線。一旦觸發(fā)脈沖形成， 示波器就自動地轉(zhuǎn)換到常態(tài)觸發(fā)的狀態(tài)。而在常態(tài)觸發(fā)狀態(tài)下，如果沒有觸發(fā)脈沖，則示波器就停止掃描，此時示波器上 是沒有掃描線的。但時人們往往不習(xí)慣于這種情況。例如當(dāng)沒有信號饋入到示波器上時，或雖然有信號饋入到示波器上，但是由于某些操作鍵設(shè)置得不對從而沒有觸發(fā)脈沖形成時，示波器上就沒有掃描線。故一般應(yīng)將示波器置于自動觸發(fā)狀態(tài)。一般自動觸發(fā)狀態(tài)雖然在示波器內(nèi)有觸發(fā)脈沖形成時將自動地轉(zhuǎn)換到常態(tài)觸發(fā)的狀態(tài)，可是如果被測信號的頻率低于25HZ時，自動觸發(fā)狀態(tài)下就不可能將波形穩(wěn)定，此時只有將示波器置于常態(tài)觸發(fā)狀態(tài)才可以將波形穩(wěn)定。故而，在一般情況下應(yīng)將示波器置于自動觸發(fā)狀態(tài)，但是，當(dāng)被測信號的頻率低于25HZ時，就應(yīng)該將示波器置于常態(tài)觸發(fā)狀態(tài)。六、探頭使用示波器的探頭大多具有 X1衰減（直接耦合）和X10衰減兩擋。X10衰減探頭將探頭與示波 器之間的有效輸入阻抗提高到10修，旁路電容約為數(shù)皮法（即 X10擋位探頭的輸入電阻是10MQ，輸入電容為數(shù)皮法。而示波器的輸入電阻是1MQ，輸入電容是幾十皮法）。在高頻時往往使