常用電子儀器的使用-數(shù)字示波器

1、2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉11、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、常用電子儀器的工作原理與主要功能1.1、掌握數(shù)字示波器與函數(shù)信號發(fā)生器的基本使用方法。1.2、掌握用數(shù)字示波器對電信號參數(shù)的多種測量方法。*1.3、掌握數(shù)字示波器對雙蹤信號及其相位差的測量方法。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)器材2.1、函數(shù)信號發(fā)生器 EE1641D(B)；2.2、 數(shù)字示波器 TDS1002；2.3、模擬實(shí)驗(yàn)箱；2.4、數(shù)子萬用表 UT58A。2、常用電子儀器的使用- 數(shù)字示波器3.1、示波器是顯示信號波形并測量波形參數(shù)的設(shè)備。 示波器由垂直、水平、觸發(fā)及顯示四大部分構(gòu)成。以數(shù)字示波器 TDS1002為例，分述各部分的功能如下：2022

2、/7/27長江大學(xué) 龍從玉21）示波器Y軸(垂直軸)：Y軸由信號電壓驅(qū)動，輸入電壓大小決定波形垂直幅度(電壓基準(zhǔn)：V/格)。 Y軸輸入通道：CH1、CH2(習(xí)慣稱為Y1,Y2)兩路輸入通道。Y軸輸入耦合：DC耦合/AC耦合/接地短路三種耦合方式。其中AC耦合可過濾信號中的直流分量，觀測信號中的交變分量；DC耦合用于觀測直流及動態(tài)信號全貌。Y軸信號顯示：CH1 、CH2 、DUAL雙蹤 / MATH四種顯示方式。 MATH作兩信號加減運(yùn)算，還可作波形分析。Y軸調(diào)節(jié)： Y軸垂直電壓基準(zhǔn)（Volts/Div），電壓基準(zhǔn)分粗調(diào)與細(xì)調(diào)，可在Y軸菜單下選擇。 Y軸位移旋鈕，使波形上下移動，不改變幅度。以上

3、的輸入耦合與顯示調(diào)節(jié)均可在Y軸菜單下選擇進(jìn)行操作。 Y軸調(diào)節(jié)旋鈕在光標(biāo)測量選項(xiàng)中：在測量電壓時(shí)，為垂直電壓光標(biāo)位移；在測量時(shí)間時(shí)，為水平時(shí)間光標(biāo)位移。2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉3 2）示波器X軸(水平軸)：X軸由鋸齒波驅(qū)動，鋸齒波上升速度(時(shí)間)決定波形水平寬度(時(shí)間基準(zhǔn)：ms/格).X軸調(diào)節(jié)： X軸時(shí)間基準(zhǔn)：(Time/Div)。時(shí)間基準(zhǔn)分主時(shí)間基準(zhǔn)與窗口時(shí)間基準(zhǔn)，窗口時(shí)間基準(zhǔn)相當(dāng)于X軸的區(qū)間擴(kuò)展，時(shí)間基準(zhǔn)在X軸菜單下轉(zhuǎn)換。 X軸水平位移調(diào)節(jié)旋鈕，不改變波形。 X軸歸0鍵，按下此鍵，使初始時(shí)間居中歸0。便于觀測階躍信號（如測量信號上升時(shí)間）。X軸輸入端：在示波器為YT顯示時(shí)，可外接同

4、步觸發(fā)信號。3）示波器的同步觸發(fā)系統(tǒng)：使X軸鋸齒波電壓與Y軸信號電壓在時(shí)間上同步，這波形穩(wěn)定顯示關(guān)鍵！觸發(fā)/釋抑旋鈕 ：觸發(fā)電平的調(diào)節(jié):調(diào)觸發(fā)電平(釋抑時(shí)間)旋鈕可獲穩(wěn)定波形。觸發(fā)菜單鍵：觸發(fā)源：CH1、CH2、LINE電源、EXT外部。觸發(fā)模式：邊緣/視頻、極性：上升/下降、自動/正常。強(qiáng)制觸發(fā)鍵：2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉4 自動設(shè)置菜單：自動判斷波形類別，自動設(shè)置并測量波形特征參數(shù)（俗稱傻瓜鍵）。自動測量菜單：自動測量待測波形的頻率、周期、正頻寬、上升時(shí)間、電壓峰峰值、電壓均方根值、平均值等11種參數(shù)。采用選項(xiàng)菜單按鍵循環(huán)顯示各參數(shù)測量值。*要根據(jù)測量需求，合理設(shè)置Y軸/X軸基準(zhǔn)

5、！否則測量波形參數(shù)的誤差較大！光標(biāo)測量菜單：采用光標(biāo)測量就是手動測量。在電壓測量選項(xiàng)中兩Y軸位移旋鈕調(diào)電壓光標(biāo)，其增量為測量電壓；在時(shí)間測量選項(xiàng)中兩Y軸位移旋鈕調(diào)時(shí)間光標(biāo)，其增量為測量時(shí)間。采集菜單：可選擇取樣采集、峰值采集（觀測階躍信號）或平均值采集。顯示菜單：可選擇YT顯示或XY顯示；對比度增強(qiáng)或減弱等。輔助功能菜單：數(shù)字示波器可在此菜單下進(jìn)入自校準(zhǔn)。 數(shù)字示波器的循環(huán)選項(xiàng)菜單按鍵：在功能主菜單或?qū)Ｓ貌藛蜗拢鶕?jù)顯示屏提示，進(jìn)行循環(huán)選項(xiàng)操作。4）數(shù)字示波器的功能菜單輸入/輸出行 功能菜單行2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉5CH2通道同CH1基準(zhǔn)行專用菜單行輸出信號Ch1輸入端自動設(shè)置鍵光

6、標(biāo)測量自動測量存儲/調(diào)出采集鍵顯示鍵幫助鍵默認(rèn)鍵x軸輸入端選項(xiàng)菜單按鍵列耦合直流帶寬限制關(guān)/60M伏/格粗調(diào)探頭1主時(shí)基視窗設(shè)定視窗擴(kuò)展觸發(fā)鈕電平輔助功能邊沿視頻斜率上升信號CH1觸發(fā)方式自動耦合噪聲抑制信源類型CH1頻率CH1峰峰值CH2平均值CH2周期類型時(shí)間信號源CH1相對值100us10khz游標(biāo)50 us游標(biāo)50us取樣峰值檢測平均值取樣次數(shù)64形式向量持續(xù)無限格式Y(jié)T對比增強(qiáng)對比減弱設(shè)置波形信號CH1RETA儲存RET B關(guān)閉系統(tǒng)狀態(tài)選件自校正故障記錄Language中文(簡)探位 移 行運(yùn)算鍵CH1旋鈕位移光標(biāo)CH1菜單鍵CH1幅度鈕水平位移鈕水平菜單鍵歸0鍵時(shí)間基準(zhǔn)鈕觸發(fā)菜單鍵

7、觸發(fā)/釋抑鈕觀察鍵圖-1 數(shù)字示波器面版 3.2、TDS1002示波器操作面板2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉6選項(xiàng)菜單顯示采集模式觸發(fā)電平2）TDS1002顯示屏說明水平觸發(fā)位置CH1垂直電壓基準(zhǔn)主時(shí)間基準(zhǔn) CH2零電平觸發(fā)源觸發(fā)電平觸發(fā)頻率文字顯示有關(guān)信息(3秒)CH2垂直電壓基準(zhǔn)帶寬限制取消自動設(shè)置 峰峰值均方根值周期頻率 CH1零電平觸發(fā)狀態(tài)窗口時(shí)間基準(zhǔn)圖-2示波器顯示屏2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉7EE1641B1與EE1641D函數(shù)信號發(fā)生器主要性能相似。EE1641B1函數(shù)信號發(fā)生器具有：1）輸出信號波形選擇：正弦波、三角波、方波。可按鍵循環(huán)選擇輸出波形，有發(fā)光管指示波形

8、。2）信號頻率調(diào)節(jié)： 頻率范圍分段按鍵，可循環(huán)選擇，發(fā)光管指示頻段， 頻率微調(diào)旋扭，可連續(xù)調(diào)節(jié)頻率。 輸出頻率有數(shù)字顯示。3）信號波形調(diào)節(jié)：信號電壓幅度調(diào)節(jié)旋扭，可連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓。輸出電壓衰減按鍵，可選衰減：20db(1/10)、40db(1/100)。波形對稱性調(diào)節(jié)旋扭, 可調(diào)節(jié)方波的占空比或不對稱波的正/負(fù)半波比。關(guān)斷調(diào)節(jié)旋扭：則輸出波形對稱。信號直流電平調(diào)節(jié)旋扭，旋扭逆旋至關(guān)斷為直流零電平。輸出電壓峰峰值有數(shù)字顯示。3.3、函數(shù)信號發(fā)生器的性能2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉84）輸出端選擇：TTL輸出端：僅輸出TTL 5V信號，電壓不可變。 輸出頻率可調(diào)：0.3Hz-3MHz。函數(shù)

9、輸出端：輸出可選擇正弦波/三角波/方波。 輸出頻率可調(diào)： 0.3Hz-3MHz 。 輸出電壓可調(diào)：VPP:0-20V、內(nèi)阻：50。EE1641D函數(shù)發(fā)生器輸出頻率為0.2-2MHz，有以下輸出端:功率輸出端：僅輸出正弦波; 輸出頻率：f 可調(diào)范圍：500hz-15Khz。 輸出電壓：VPP可調(diào)范圍：0-20V、內(nèi)阻：4。單脈沖輸出端：5）掃頻（描）信號：輸出頻率在一定范圍內(nèi)變化的的信號。 掃頻源選擇：內(nèi)部對數(shù)/內(nèi)部線性/外部掃描 。 掃頻信號調(diào)節(jié)：掃頻寬度可調(diào)、掃頻速率可調(diào)。 掃頻信號輸出端：用函數(shù)輸出端或TTL輸出端。6）計(jì)數(shù)器：測量信號源（或外部）信號的頻率（略）。2022/7/27長江大

10、學(xué) 龍從玉94.1、用數(shù)字示波器與數(shù)字萬用表測量校準(zhǔn)信號與電源電壓。 先將數(shù)字示波器本機(jī)Vpp=5V的信號，分別以AC/DC耦合輸入CH1或CH2 ，用自動設(shè)置功能進(jìn)行探頭倍率校準(zhǔn)。可在Y軸菜單下按選項(xiàng)按鍵修正。 按表-1要求，分別調(diào)節(jié)直流穩(wěn)定電源電壓。按下輸出鍵輸出電壓，再用數(shù)字示波器的自動設(shè)置功能，分別以AC/DC耦合測量各電壓。用數(shù)字萬用表的交流/直流電壓檔測量220V交流電壓與上述直流電壓。并記錄在表-1中。4、數(shù)字示波器的使用表-1 數(shù)字示波器與萬用表測量電壓待測信號源測量工具示波器信號（5Vpp+2.5V）直流穩(wěn)壓電源電壓峰峰值平均值波形3V6V12V示波器測量值DC耦合5.122

11、.483.0AC耦合5.120.0萬用表測量值V交流交流電源12V12.8V0V直流03.02022/7/27長江大學(xué) 龍從玉104.2、用數(shù)字示波器的自動測量與光標(biāo)測量功能，分別測量信號發(fā)生器輸出f=200Hz、Vpp=5V和f=1000Hz 、 Vpp =0.3V的正弦/三角/方波信號，記錄在表- 2中。表-2 數(shù)字示波器與信號發(fā)生器使用記錄表函數(shù)發(fā)生器輸出信號數(shù)字示波器測量值波形電壓VPP頻率Hz自動測量值光標(biāo)測量值VPPV周期mS頻率HzVPPV周期mS頻率Hz正弦波0.3V1K5.0V200三角波5.0V200方波5.0V200表-3 數(shù)字示波器測量阻容電路相位差電路參數(shù)周期T相差時(shí)

12、間 t相位差角C/FR/us/格格數(shù)T/usus/格格數(shù)t/us /00.1u(104)1K250410001001100363K1002200722022/7/27長江大學(xué) 龍從玉114.3、數(shù)字示波器測量阻容電路相位差圖- 3 阻容電路的相位差測量圖數(shù)字示波器CH1CH2uc0.1u1KR4v1kHz信號源 在圖- 3 阻容電路上接入Vpp=4V、f=1KHz的正弦信號。用雙蹤示波器測量電容端輸出的相位差。改取R=3K，再測量之。將測量值記錄在表-3中。tucuT0設(shè)信號周期：T兩信號的相差時(shí)間:t兩信號相位差角u2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉125、數(shù)字示波器與信號發(fā)生器的使用說明2

13、022/7/2712長江大學(xué) 龍從玉1）函數(shù)信號頻率的調(diào)節(jié)：先選擇頻率范圍，再用頻率調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)輸出頻率。2）函數(shù)信號發(fā)生器輸出端的選擇：TTL輸出、函數(shù)輸出及功率輸出。3）在函數(shù)輸出波形的選擇：可選正弦波、方波或三角波。 *函數(shù)信號波形的調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)波形對稱性旋鈕，分別使輸出波形為最小與最大脈沖寬度，（關(guān)斷為對稱波形）。4）信號輸出電壓的調(diào)節(jié)：用輸出電壓幅度旋鈕調(diào)節(jié)電壓； 還可用輸出衰減按鍵降低輸出電壓！5）函數(shù)信號的直流電平的調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)直流電平旋鈕，用萬用表直流電壓檔測量輸出信號的直流電平（關(guān)斷為直流零電平）。*6）在信號源正常定頻輸出時(shí)，不要按下掃頻選擇按鍵，否則輸出頻率會不斷變化！5.1

14、、函數(shù)信號發(fā)生器的調(diào)節(jié)方法與操作步驟2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉13在Y軸菜單下確定探頭倍率、根據(jù)信號選擇輸入耦合方式，電壓與時(shí)間基準(zhǔn)。按自動測量功能鍵：按選項(xiàng)菜單中對先確定測量信號通道，在選擇波形有關(guān)參數(shù)值讀取 (電壓、周期、頻率、正頻寬、上升時(shí)間等)。注意：在測量脈沖上升時(shí)間時(shí)，應(yīng)調(diào)整時(shí)間基準(zhǔn)，否則，測量誤差極大。在Y軸菜單下，確定探頭倍率，根據(jù)信號選擇輸入耦合方式。按自動設(shè)置功能鍵：可直接讀取有關(guān)參數(shù)；自動設(shè)置功能會根據(jù)檢測到不同信號，顯示相應(yīng)測量參數(shù)！如：對正弦信號參數(shù)：電壓峰峰值、均方根值、周期、頻率等值。對脈沖信號測量參數(shù)：電壓峰峰值、平均值、周期、頻率等值?？稍谶x項(xiàng)菜單中按

15、對應(yīng)鍵，可選擇相應(yīng)參量的測量。如：對脈沖信號，在選項(xiàng)菜單中按上升時(shí)間或正頻寬可讀取相應(yīng)值。1）采用自動設(shè)置功能的測量步驟2）采用自動測量功能的測量步驟5.2、數(shù)字示波器的測量方法與操作步驟2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉14在Y軸菜單下，根據(jù)信號選擇耦合方式、電壓與時(shí)間基準(zhǔn)。按光標(biāo)測量功能鍵，在選項(xiàng)菜單中，用第1循環(huán)選擇鍵：關(guān)閉/電壓/時(shí)間的進(jìn)入測量（測量時(shí)，光標(biāo)燈會亮）。調(diào)節(jié)Y1與Y2光標(biāo)位移旋鈕，對準(zhǔn)被測波形相關(guān)位置，就在屏幕顯示欄中讀取測量的電壓或時(shí)間的增量值Y=(Y2-Y1)。測量信號上升時(shí)間：先按X軸歸零鍵使初始時(shí)間歸0，再調(diào)小時(shí)間基準(zhǔn)。調(diào)光標(biāo)對準(zhǔn)波形位置，準(zhǔn)確測量微小時(shí)間。3）采

16、用光標(biāo)測量功能的測量步驟4.3、方波與脈沖信號的測量方法圖- 3 方波信號參數(shù)的測量周期正頻寬電壓光標(biāo)2光標(biāo)1T光標(biāo)1光標(biāo)210%90%U2022/7/27長江大學(xué) 龍從玉155.4、數(shù)字示波器與信號發(fā)生器的操作故障分析開關(guān)頻段選擇頻率細(xì)調(diào)頻率指示波形選擇函數(shù)/功率電壓調(diào)節(jié)電壓指示函數(shù)信號功率輸出TTL輸出單脈沖輸出波形調(diào)節(jié)關(guān):對稱直流調(diào)節(jié)關(guān):0電平函數(shù)/功率電壓衰減掃描計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)輸入掃描速度掃描寬度B1開關(guān)輸入CH1自動 設(shè)置測量光標(biāo)幅度調(diào)節(jié)CH1菜單Y位移X位移觸發(fā)/釋抑鈕自測信號選項(xiàng)菜單鍵功能 菜 單 區(qū)波形不穩(wěn)定？1.檢查觸發(fā)源2.調(diào)節(jié)觸發(fā)電平輸出電壓太?。繖z查是否按衰減！波形不對稱？波形調(diào)節(jié)沒關(guān)斷輸出頻率不穩(wěn)是否錯按掃描鍵沒有掃描基線？1.檢查YX位移是否居中2.檢查顯示菜