示波器基礎(chǔ)知識(shí)

RIGOL示波器基礎(chǔ)知識(shí)RIGOL具體安排第一章什么是示波器第二章示波器發(fā)展過程第三章波第四章示波器帶寬第五章采樣原理第六章觸發(fā)第七章探頭第八章接口第九章數(shù)字電路和模擬電路第十章基本電路課程安排RIGOL具體安排第一章什么是示波器什么是示波器概念

示波器是形象地顯示信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的波形顯示儀器，是一種綜合的信號(hào)特性測(cè)試儀，是電子測(cè)量?jī)x器的基本種類。用途

電壓表，電流表，功率計(jì)頻率計(jì)，相位計(jì)脈沖特性，阻尼振蕩應(yīng)用電子，電力，電工壓力，振動(dòng)，聲，光，熱，磁對(duì)象高校實(shí)驗(yàn)室，研發(fā)單位，生產(chǎn)企業(yè)，維修團(tuán)體RIGOL示波器概述示波器類型模擬示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器＝數(shù)字示波器虛擬數(shù)字示波器數(shù)字熒光示波器采樣示波器RIGOL示波器概述示波器原理結(jié)構(gòu)放大器水平放大器觸發(fā)垂直放大器延遲線放大器多路分解器采集信號(hào)存儲(chǔ)器uP顯示存儲(chǔ)器A/D觸發(fā)和時(shí)基電路放大器多路分解器采集信號(hào)存儲(chǔ)器uP顯示存儲(chǔ)器A/D觸發(fā)和時(shí)基電路接口總線模擬示波器數(shù)字示波器虛擬示波器ARTLCDPCRIGOL示波器概述RIGOL示波器概述反映信號(hào)特性l

信號(hào)的時(shí)間和電壓值l

振蕩信號(hào)的頻率l

信號(hào)所代表電路的“變化部分”l

信號(hào)的特定部分相對(duì)于其他部分的發(fā)生頻率l

是否存在故障部件使信號(hào)產(chǎn)生失真l

信號(hào)的直流值(DC)和交流值(AC)l

信號(hào)的噪聲值和噪聲是否隨時(shí)間變化RIGOL示波器發(fā)展過程波第二章示波器發(fā)展過程幾個(gè)重要階段初期主要為模擬示波器

廿世紀(jì)四十年代是電子示波器興起的時(shí)代，雷達(dá)和電視的開發(fā)需要性能良好的波形觀察工具，泰克成功開發(fā)帶寬10MHz的同步示波器，這是近代示波器的基礎(chǔ)

中期數(shù)字示波器獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷進(jìn)入九十年代，數(shù)字示波器除了提高帶寬到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模擬示波器。出現(xiàn)所謂數(shù)字示波器模擬化的現(xiàn)象，換句話說，盡量吸收模擬示波器的優(yōu)點(diǎn)，使數(shù)字示波器更好用

數(shù)字示波器要有模擬功能數(shù)字示波器作出模擬效果，克服數(shù)字示波器的缺陷數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器（DPO）為示波器系列增加了一種新的類型，能實(shí)時(shí)顯示、存貯和分析復(fù)雜信號(hào)的三維信號(hào)信息：幅度、時(shí)間和整個(gè)時(shí)間的幅度分布。

數(shù)字采樣示波器RIGOL示波器發(fā)展過程RIGOL波第三章波幾種典型的波幾種典型的波：正弦波方波和矩形波三角波和鋸齒波階躍波和脈沖波調(diào)幅波和調(diào)頻波波RIGOL調(diào)幅波調(diào)幅又程為振幅調(diào)制。它是用調(diào)幅信號(hào)去控制高頻載波的振幅V，使其隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化。波RIGOLF(t)=E(1+mcosΩt)cosabt調(diào)幅波載波調(diào)制波調(diào)頻波調(diào)頻又稱頻率調(diào)制。它是用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波信號(hào)的角頻率，使其隨調(diào)試信號(hào)變化而變化。

波RIGOLF(t)=Ecos(ωt+msinΩt)調(diào)幅波載波調(diào)制波波的組成正弦波是波形的基本組成，任何非正弦波都可視成是基波和無數(shù)不同頻率的諧波分量組成。例如：方波是由基波以及3，5，7，9……次諧波分量遞加而成。1次（基波） 3次 5次 7次 方波(2500次)F(x)=2E/Π(sin(ωt)+1/3sin(3ωt)+1/5sin(5ωt)+1/7sin(7ωt)+……)對(duì)于非正弦波由最小值過渡到最大值的時(shí)間越短，所含的諧波分量也就越多，波形所含諧波的頻率也越高。對(duì)于脈沖波占空比越小，波形所含諧波就越多，諧波頻率分量也越高。波RIGOL波形的主要諧波分量由于任何非正弦波都可視為無數(shù)正弦波組成，因此諧波分量的多少將直接影響波形的形狀。為保證波形不失真，考慮按基波幅度的10％以上諧波為影響波形的重要因素選擇示波器帶寬。 正弦波無諧波分量 方波1:9 三角波1:3 脈沖波（占空比50％）1:9 脈沖波（占空比25％）1:14 脈沖波（占空比10％）1:26波RIGOL波形的測(cè)量頻率和周期

波RIGOL頻率和周期

不斷重復(fù)的信號(hào)具有頻率特性。頻率的單位是赫茲（Hz），表示一秒時(shí)間內(nèi)信號(hào)重復(fù)的次數(shù)。成為周期每秒。重復(fù)信號(hào)也具有周期特性，即信號(hào)完成一個(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間量。周期和頻率互為倒數(shù)關(guān)系，即1/周期等于頻率，同理1/頻率等于周期。

波形的測(cè)量電壓

波RIGOL電壓

電壓是電路兩點(diǎn)間的電勢(shì)能或信號(hào)強(qiáng)度。有時(shí)把地線或零電壓作為參考點(diǎn)。如果測(cè)量的是波形從最高峰值到最低峰值的電壓值，則稱為電壓的峰值-峰值。有效值是峰峰值的0.707倍。我們平時(shí)說的220V市電，是有效值。

波形的測(cè)量幅度

波RIGOL幅度

幅度是指電路兩點(diǎn)間電壓量。幅度通常指被測(cè)信號(hào)以地或零電壓為參考時(shí)的最大電壓。如圖所示的波形的幅度為1V，而電壓的峰值-峰值為2V。

波形的測(cè)量相位

波RIGOL相位

參照正弦波很容易理解相位。正弦波的電壓值是基于圓形運(yùn)動(dòng)的。一個(gè)圓的度數(shù)是360°，而正弦波的一個(gè)周期也是360°。為描述經(jīng)過的周期數(shù)，可以參照正弦波的相位的角度。相移用來描述兩個(gè)不同相似信號(hào)在時(shí)間上的差值。圖中，標(biāo)號(hào)為“電流”的波形比標(biāo)號(hào)為“電壓”的波形超前90°，因?yàn)閮烧叩竭_(dá)同一點(diǎn)剛好相差1/4周（360o/4=90°）。在電子學(xué)中，相移比較普遍。

波RIGOL波形捕獲率也就是波形刷新率，已經(jīng)成為考核一臺(tái)示波器的重要參數(shù)之一；對(duì)于示波器來說，波形捕獲率高，就能夠組織更大數(shù)據(jù)量的波形質(zhì)量信息，尤其是在動(dòng)態(tài)復(fù)雜信號(hào)和隱藏在正常信號(hào)下的異常波形的捕獲方面，有著特別的作用。

DS5000的刷新率是每秒1K以上波形的刷新率

波RIGOL1000/s以上的刷新率100/s–200/s的刷新率高達(dá)每秒1K以上的刷新率RIGOL示波器帶寬第四章示波器帶寬概念數(shù)字示波器帶寬也稱為模擬帶寬，指示波器前端輸入放大器的帶寬，相當(dāng)于一個(gè)低通濾波。定義為在幅頻特性曲線中，隨正弦波頻率的增加，信號(hào)的幅度下降到3dB(70.7％)，此時(shí)的頻率點(diǎn)稱為示波器的帶寬。幅頻特性曲線0dB(100%)-3dB(70.7%)儀器帶寬fVRIGOL示波器帶寬帶寬對(duì)波形的影響在波形的主要諧波分量中提到過，如果要對(duì)波形進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量應(yīng)該讓示波器的帶寬大于波形的主要諧波分量。因此對(duì)于正弦波可以要求示波器的帶寬大于波形的頻率，但是對(duì)應(yīng)非正弦波則要求示波器的帶寬大于波形的最大主要諧波頻率。對(duì)于帶寬帶來的波形影響具體表現(xiàn)在以下兩方面：

①由于低帶寬導(dǎo)致的主要諧波分量消失，使原本規(guī)則的波形呈圓 弧狀接近正弦波。

②低帶寬給波形的上升時(shí)間和幅度的測(cè)量帶來較大的誤差。RIGOL示波器帶寬帶寬對(duì)波形的影響下列圖示為一個(gè)10MHz的方波在200MHz帶寬和10MHz帶寬示波器上的顯示效果圖。正確失真200M帶寬10M帶寬-3dB70.7%RIGOL示波器帶寬數(shù)字濾波濾波包括模擬濾波和數(shù)字濾波，其作用是通過率除某個(gè)頻率范圍的諧波分量，從而使觀測(cè)的波形更加完美。模擬濾波主要通過硬件來完成濾波目的。數(shù)字濾波是指對(duì)采樣的一組數(shù)據(jù)通過數(shù)學(xué)運(yùn)算達(dá)成濾波的目的。

DS5000包含4中濾波方式：低通，高通，帶通和帶阻。

低通：濾除高于設(shè)定頻率上限的諧波分量。帶寬限制就是一個(gè)20MHz的低通模擬濾波器；示波器本身的帶寬就也是一個(gè)低通濾波器。高通：濾除低于設(shè)定頻率下限的諧波分量。帶通：濾除頻率上限和頻率下限之外的諧波分量。帶阻：濾除頻率上限和頻率下限之間的諧波分量。RIGOL示波器帶寬數(shù)字濾波幅頻特性

①低通RIGOL示波器帶寬頻率上限-3dB②高通④帶阻③帶通-3dB頻率下限-3dB頻率下限頻率上限-3dB頻率下限頻率上限…..…..頻率上限頻率上限頻率上限頻率下限頻率下限頻率下限帶寬與上升時(shí)間上升時(shí)間通常定義為信號(hào)從上升跳變沿的10％到90％的時(shí)間長度。示波器的上升時(shí)間則與其帶寬有直接關(guān)系，其關(guān)系式如下：

T上升＝0.35/示波器帶寬（1GHZ以下）RT測(cè)量＝RT系統(tǒng)2＋RT信號(hào)2誤差（RT）＝（RT信號(hào)－RT測(cè)量）/RT信號(hào)90%10%上升時(shí)間RIGOL示波器帶寬帶寬與上升時(shí)間例：一個(gè)100MHz方波上升時(shí)間為3.5ns的信號(hào)，使用100MHz的示波器系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)上述公式計(jì)算顯示信號(hào)與被測(cè)信號(hào)的誤差為：100MHz示波器上升時(shí)間＝0.35/100MHz＝3.5ns儀器顯示的信號(hào)上升時(shí)間＝3.5ns2＋3.5ns2＝4.952ns測(cè)量誤差＝（4.95ns－3.5ns）/3.5ns＝0.414＝41％改善和提高測(cè)量精度只能提高示波器系統(tǒng)帶寬，如選擇比信號(hào)上升時(shí)間高5倍的示波器,測(cè)量誤差為500MHz示波器系統(tǒng)上升時(shí)間為＝0.35/500MHz＝0.7ns

儀器顯示的信號(hào)上升時(shí)間＝3.5ns2＋0.7ns2＝3.5692ns測(cè)量誤差＝（3.569ns－3.5ns）/3.5ns＝0.0198＝2％（選擇示波器的5倍法則）

RIGOL示波器帶寬帶寬與最高頻率5倍準(zhǔn)則(The5timesrule)

示波器所需帶寬＝被測(cè)信號(hào)的頻率×5

測(cè)定示波器帶寬的方法：在具體操作中準(zhǔn)確表征信號(hào)幅度，并運(yùn)用5倍準(zhǔn)則。使用五倍準(zhǔn)則選定的示波器的測(cè)量誤差將不會(huì)超過＋/－2%，對(duì)今天的操作來說已經(jīng)足夠。然而，隨著信號(hào)速率的增加，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則將不再適用。記住，帶寬越高，再現(xiàn)的信號(hào)就越準(zhǔn)確

RIGOL示波器帶寬探頭對(duì)波形的影響探頭和示波器共同組成一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，探頭的帶寬和上升時(shí)間關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的帶寬和上升時(shí)間。RT(上升時(shí)間)＝0.35/BWBW系統(tǒng)＝BW示波器2＋BW探頭2RT系統(tǒng)＝RT示波器2＋RT探頭2RT測(cè)量＝RT系統(tǒng)2＋RT信號(hào)2誤差（RT）＝（RT信號(hào)－RT測(cè)量）/RT信號(hào)由上式可知，當(dāng)探頭帶寬過低時(shí)（低于示波器的帶寬）將影響到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的帶寬，從而影響信號(hào)的一些測(cè)量參數(shù)的精確度。

在實(shí)際測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)，為保證測(cè)量的精確度，需將探頭設(shè)置10X，原因是1X時(shí)探頭的帶寬只有6MHz。RIGOL示波器帶寬帶寬限制大多數(shù)示波器中存在限制示波器帶寬的電路。限制帶寬后，可以減少顯示波形中不時(shí)出現(xiàn)的噪聲，顯示的波形會(huì)顯得更為清晰。請(qǐng)注意，在消除噪聲的同時(shí)，帶寬限制同樣會(huì)減少或消除高頻信號(hào)成分。

DS5000帶寬限制為20M

5022無帶寬限制RIGOL示波器帶寬RIGOL采樣第五章采樣原理采樣過程①等間隔進(jìn)行采樣及A/D轉(zhuǎn)換②

順序存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)①

②

③

③讀取采樣數(shù)據(jù)以構(gòu)建波形RIGOL采樣實(shí)時(shí)采樣實(shí)時(shí)采樣在一次觸發(fā)事件期間捕獲所有用于重建波形的樣本點(diǎn)，它要求采樣率至少為被測(cè)波形最高頻率分量的5倍。如上圖所示，①表示第一次觸發(fā)所采樣的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并且一次就完成一個(gè)采樣過程。RIGOL采樣等效采樣等效采樣是在多個(gè)觸發(fā)事件上捕捉樣本點(diǎn)，要求輸入的波形為重復(fù)波形。對(duì)于每個(gè)觸發(fā)事件示波器會(huì)捕捉多個(gè)樣本點(diǎn)，并把它們與原已捕捉的樣本點(diǎn)組合到一起。如上圖所示，①②③第1，2，3次觸發(fā)事件所采樣的數(shù)據(jù)點(diǎn)，1，2，3次觸發(fā)相互間隔錯(cuò)開。RIGOL采樣采樣特點(diǎn)等效采樣

可以通過低采樣率實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻重復(fù)信號(hào)的采樣?？梢赃_(dá)到高采樣率采樣。(DS5000等效采樣50GSa/s)不可對(duì)非周期信號(hào)進(jìn)行等效采樣。（進(jìn)行單次觸發(fā)時(shí)得設(shè)置采樣方式為實(shí)時(shí)采樣）實(shí)時(shí)采樣不僅是重復(fù)信號(hào)，對(duì)于非重復(fù)性信號(hào)非常適合。對(duì)高頻信號(hào)，如果采樣率不夠得進(jìn)行正弦內(nèi)插。結(jié)合上述特點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際信號(hào)選擇合適的采樣方式以更完美的觀測(cè)信號(hào)。RIGOL采樣波形重建波形重建的方法主要是指波形再現(xiàn)的插值算法。

線性內(nèi)插：在相鄰采樣點(diǎn)直接連接上直線，局限于直邊緣信號(hào)。正弦內(nèi)插：（SinX/x）利用曲線來連接樣點(diǎn)，通用性更強(qiáng)。它利用數(shù)學(xué)處理，在實(shí)際樣點(diǎn)間隔中運(yùn)算出結(jié)果。這種方法彎曲信號(hào)波形，使之產(chǎn)生比純方波和脈沖更為現(xiàn)實(shí)的普通波形。sinx/x正弦內(nèi)插發(fā)復(fù)現(xiàn)信號(hào)。

結(jié)合上述特點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際信號(hào)選擇合適的采樣方式以更完美的觀測(cè)信號(hào)。

RIGOL采樣采樣方式采樣方式包括普通、平均、峰值檢測(cè)、包絡(luò)、模擬等多種方式，其各有自身特點(diǎn)和作用方式。

普通是最常用的一種采樣方式。它是指示波器直接通過采樣點(diǎn)來構(gòu)建波形。

平均是指示波器通過對(duì)多次觸發(fā)采樣點(diǎn)進(jìn)行算術(shù)平均后再構(gòu)建波形，其作用是消除波形中一些隨機(jī)噪聲。

峰值檢測(cè)是指示波器即使在低時(shí)基檔位時(shí)，也以高采樣率進(jìn)行采樣，其主要作用是捕捉低頻信號(hào)中夾雜的高頻分量，以及防止波形混淆。

包珞是指在采樣間隔內(nèi)，同時(shí)存儲(chǔ)波形的最大和最小值，以便于察看波形的變化和抖動(dòng)。

模擬是指通過數(shù)學(xué)運(yùn)算，以顏色表示屏幕上某一點(diǎn)波形出現(xiàn)的概率，以顯示模擬示波器的顯示效果。RIGOL采樣存儲(chǔ)深度存儲(chǔ)深度是指在波形存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)波形樣本的數(shù)量。存儲(chǔ)深度與采樣的聯(lián)系:

波形存儲(chǔ)時(shí)間＝存儲(chǔ)深度/采樣率從上式可以看出波形存儲(chǔ)時(shí)間與采樣率成反比關(guān)系，存儲(chǔ)深度固定的情況下，采樣率越高（時(shí)基檔位越高），存儲(chǔ)的時(shí)間越短RIGOL采樣存儲(chǔ)深度（4K）當(dāng)前屏幕（2.4K）混淆混淆是指當(dāng)采樣率低于實(shí)際信號(hào)最高頻率2倍（耐奎斯特頻率）時(shí)所出現(xiàn)的一種現(xiàn)象。如下圖，由于采樣率低于實(shí)際信號(hào)的頻率，導(dǎo)致結(jié)果采集的波形頻率低于實(shí)際信號(hào)頻率。這種信號(hào)頻率與實(shí)際信號(hào)不同，它卻能表示正確的波形形狀，往往還具有正確的幅度。

抑制混淆的方法：

①打開混淆抑制。

②手動(dòng)較小時(shí)基，提高采樣率。RIGOL采樣實(shí)際信號(hào)混淆信號(hào)第六章觸發(fā)RIGOL示波器的觸發(fā)基本概念觸發(fā)電路的作用就是保證每次時(shí)基掃描或采集的時(shí)候，都從輸入信號(hào)上與定義的相同的觸發(fā)條件開始，這樣每一次掃描或采集的波形就同步，可以每次捕獲的波形相重疊，從而顯示穩(wěn)定的波形，或保證單次信號(hào)的捕獲 觸發(fā)是使重復(fù)信號(hào)穩(wěn)定顯示

對(duì)單次信號(hào)進(jìn)行捕獲

對(duì)重復(fù)信號(hào)中的異常波形和單次事件中的特殊波形 進(jìn)行隔離捕獲

RIGOL示波器的觸發(fā)基本概念示波器的觸發(fā)電路主要用于幫助對(duì)對(duì)所要的波形進(jìn)行定位。根據(jù)不同的信號(hào)特征和測(cè)量目的，可以選擇不同的觸發(fā)類型。但是，最常用的還是邊沿觸發(fā)：

波形進(jìn)入觸發(fā)比較器的正輸入端，在這里與另一個(gè)輸入端上的觸發(fā)電平電壓進(jìn)行比較。觸發(fā)比較器有上升沿輸出和下降沿輸出。當(dāng)您的波形的上升沿穿越觸發(fā)電平時(shí)，上升沿比較器輸出變?yōu)楦?，而下降沿輸出變?yōu)榈?。?dāng)波形的下降沿穿越觸發(fā)電平時(shí)，上升沿輸出變?yōu)榈停陆笛剌敵鲎優(yōu)楦?。示波器使用您選擇的輸出作為觸發(fā)輸出。RIGOL示波器的觸發(fā)觸發(fā)位置數(shù)字示波器的一個(gè)最顯著特點(diǎn)在于它容許用戶觀看觸發(fā)位置之前的事件，其稱之為預(yù)觸發(fā)。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)被連續(xù)地存儲(chǔ)到內(nèi)存中，直到觸發(fā)事件發(fā)生，并且采樣數(shù)據(jù)達(dá)到存儲(chǔ)深度一次觸發(fā)結(jié)束為止。觸發(fā)點(diǎn)之后的數(shù)據(jù)稱之為延遲觸發(fā)。同時(shí)可以變更觸發(fā)位置，以改變延遲觸發(fā)和預(yù)觸發(fā)的數(shù)據(jù)長度。

DS5000的延遲觸發(fā)（0～1s），預(yù)觸發(fā)（14格）RIGOL示波器的觸發(fā)預(yù)觸發(fā)延遲觸發(fā)觸發(fā)模式自動(dòng)：即使沒有觸發(fā)，自動(dòng)模式也能引起示波器的掃描。如果沒有信號(hào)的輸入，示波器中的定時(shí)器觸發(fā)掃描。有信號(hào)顯示信號(hào)，沒有信號(hào)顯示水平基線。普通：當(dāng)輸入信號(hào)不能滿足觸發(fā)條件時(shí)，不掃描，示波器沒有任何顯示。只有當(dāng)輸入信號(hào)滿足設(shè)置的觸發(fā)點(diǎn)條件時(shí)，才進(jìn)行掃描，并將最后捕獲到的信號(hào)凍結(jié)顯示在屏幕上。如符合觸發(fā)條件，再次進(jìn)行捕獲，清除上次信號(hào)，保留凍結(jié)此次的波形。單次：當(dāng)輸入的單次信號(hào)滿足觸發(fā)條件時(shí)，進(jìn)行捕獲（掃描），將波形存儲(chǔ)和顯示在屏幕上。此時(shí)再有信號(hào)輸入示波器不予理會(huì)。需要進(jìn)行再次捕獲必須進(jìn)行單次設(shè)置。注：在實(shí)際應(yīng)用中，采用普通觸發(fā)模式即使觸發(fā)以很慢的速率發(fā)生，也能觀測(cè)感興趣的內(nèi)容。對(duì)低重復(fù)的信號(hào)捕獲是非常有意義

RIGOL示波器的觸發(fā)觸發(fā)耦合由于示波器的輸入信號(hào)經(jīng)放大器分兩路，一路進(jìn)入A/D采樣器；一路到觸發(fā)電路，形成觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)耦合是觸發(fā)信號(hào)與觸發(fā)電路的耦合方式，就像垂直系統(tǒng)輸入一樣，可為觸發(fā)信號(hào)選擇各種耦合方式。正確的選擇觸發(fā)耦合可使示波器穩(wěn)定觸發(fā)。耦合方式：DC耦合：觸發(fā)信號(hào)直接連到觸發(fā)電路AC耦合：觸發(fā)源通過一個(gè)串聯(lián)的電容連到觸發(fā)電路起到隔直作用HF抑制：使觸發(fā)信號(hào)通過低通濾波器以抑制高頻分量，這意味即使一個(gè)低頻信號(hào)中包含很多高頻噪聲，仍能使其按低頻信號(hào)觸發(fā)。LF抑制：使觸發(fā)源信號(hào)通過一個(gè)高通濾波器以抑制其低頻成分。這意味即使一個(gè)高頻信號(hào)中包含很多低頻噪聲，仍能使其按低頻信號(hào)觸發(fā)。這對(duì)于顯示包含很多電源交流信號(hào)時(shí)情況是很有用處的。RIGOL示波器的觸發(fā)脈寬觸發(fā)脈寬觸發(fā)是讓示波器通過尋找波形中比其它脈沖寬、窄或相等的脈沖來確認(rèn)脈沖寬度觸發(fā)。

如上圖，由于信號(hào)在波形的沿上都具有觸發(fā)點(diǎn)，如果采用正常的邊沿觸發(fā)方式將無法準(zhǔn)確捕捉到關(guān)心的異常脈寬的信號(hào)。采用脈寬觸發(fā)功能，監(jiān)視脈沖寬度，通過與設(shè)置脈寬進(jìn)行比較（>、<、=），達(dá)到捕捉異常脈沖的功能。

DS5000脈寬設(shè)置為20ns～10s。觸發(fā)電平關(guān)心信號(hào)關(guān)心信號(hào)RIGOL示波器的觸發(fā)視頻標(biāo)準(zhǔn)有4種電視（TV）觸發(fā)工作方式：525(NTSC或PAL-M)、625(PAL或SECAM)、875(HighDefinitionZenith標(biāo)準(zhǔn))和用戶自定義標(biāo)準(zhǔn)。

上圖表示一幀的視頻信號(hào)，黃色代表奇數(shù)行信號(hào)，藍(lán)色代表偶數(shù)行。所有奇數(shù)行組成一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)，偶數(shù)行組成偶數(shù)場(chǎng)，并且在奇偶場(chǎng)的開頭有一個(gè)場(chǎng)同步，作為判斷奇偶場(chǎng)的條件。.......RIGOL示波器的觸發(fā)視頻觸發(fā)－場(chǎng)

視頻觸發(fā)用于捕獲電視設(shè)備中復(fù)雜的電視（TV）波形。觸發(fā)電路檢測(cè)波形的垂直間距，并在觸發(fā)前判斷信號(hào)是否滿足奇數(shù)或偶數(shù)場(chǎng)同步信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。奇數(shù)場(chǎng)同步信號(hào)偶數(shù)場(chǎng)同步信號(hào)RIGOL示波器的觸發(fā)視頻觸發(fā)－行觸發(fā)電路檢測(cè)波形的垂直間距，并在觸發(fā)前以視頻場(chǎng)同步為基準(zhǔn)對(duì)您選擇的視頻行進(jìn)行計(jì)數(shù)，使示波器穩(wěn)定觸發(fā)于指定視頻行。視頻信息就是由視頻標(biāo)準(zhǔn)個(gè)數(shù)個(gè)上述行組成的。第n行同步信號(hào)色同步信號(hào)第n行信息RIGOL示波器的觸發(fā)觸發(fā)釋抑一組序列脈沖在采用正常的邊沿觸發(fā)方式下，由于每次觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)點(diǎn)位于不同脈沖的上升沿上，因此波形顯示混亂。①②③

⑴⑵⑶觸發(fā)點(diǎn)①,②,③分別表示不同的觸發(fā)點(diǎn)。

⑴,⑵,⑶分別對(duì)應(yīng)①,②,③不同觸發(fā)點(diǎn)所采集的波形。正常觸發(fā)的顯示效果圖一組脈沖序列①②③①①②②③③RIGOL示波器的觸發(fā)觸發(fā)釋抑觸發(fā)釋抑通過控制釋抑時(shí)間——觸發(fā)電路重新啟動(dòng)的時(shí)間，可使復(fù)雜的波形穩(wěn)定顯示。如下圖，使用觸發(fā)釋抑讓觸發(fā)點(diǎn)總是位于脈沖序列的某個(gè)同一脈沖上。

DS5000觸發(fā)釋抑時(shí)間為100ns～1.5s。①②

⑴⑵觸發(fā)點(diǎn)①,②分別表示不同的觸發(fā)點(diǎn)。

⑴,⑵分別對(duì)應(yīng)①,②不同觸發(fā)點(diǎn)所采集的波形。觸發(fā)釋抑，波形穩(wěn)定顯示①②②①釋抑時(shí)間RIGOL示波器的觸發(fā)RIGOL李薩育圖形李薩育圖形李莎育圖形是以通道1來表示x軸，通道2來表示y，可通過李莎育圖形來定性觀察兩通道之間的相位差。下表列出圖形與相位的關(guān)系：

測(cè)量相位差的另一種方法：通過自動(dòng)測(cè)量?jī)赏ǖ难舆t÷波形頻率×2pi。RIGOLFFT快速傅立葉變換FFT的基本原理使用示波器在時(shí)域中觀察和測(cè)量波形，其中垂直軸為幅度，而水平軸為時(shí)間。對(duì)絕大多數(shù)波形來說，這是最好的觀察方法。但有時(shí)您還想了解波形的頻率含量。于是提出了傅立葉變化建立時(shí)域和頻域的數(shù)學(xué)相關(guān)關(guān)系：

V(f)=∫v(t)e-j2∏ftdt (連續(xù)) Xk=∑

xie-j2∏ik/N （離散）

上式是一個(gè)DFT，需要大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算，速度很慢。從而出現(xiàn)FFT數(shù)學(xué)算法，兩者差別如下：

DFT N2 FFT Nlog2N-∞

∞

N-1

i=0

RIGOLFFT快速傅立葉變換選擇窗函數(shù)絕大多數(shù)測(cè)量都要求使用窗函數(shù)，如Hanning或Rectangular窗函數(shù)。它們都適合典型的頻率分析測(cè)量。選擇這兩種窗函數(shù)要在頻率分辨率和幅度準(zhǔn)確度間進(jìn)行權(quán)衡。窗 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)Hanning 頻率分辨率較好 幅度準(zhǔn)確度較差Hamming 幅度準(zhǔn)確度較好 頻率分辨率較差Rectangle 頻率分辨率最好 幅度準(zhǔn)確度最差Blackman 副值分辨率最好 頻率分辨率最差-∞

∞

第七章探頭RIGOL示波器的探頭RIGOL探頭理想的探頭

探頭是在一個(gè)測(cè)試點(diǎn)或信號(hào)源和一臺(tái)示波器之間做的物理及電路的連接，探頭對(duì)于被測(cè)回路，必須有最小的影響，同時(shí)對(duì)想要測(cè)量地信號(hào)應(yīng)保證足夠的保真度。

在理想世界中，理想的探頭將提供下列關(guān)鍵的屬性：連接簡(jiǎn)單和便利絕對(duì)的信號(hào)保真度零信號(hào)源極負(fù)載完全的噪音抗擾性實(shí)際上，一根100MHz探頭或示波器被設(shè)計(jì)為在高至100MHz的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。在信號(hào)頻率高于指定帶寬時(shí)進(jìn)行測(cè)量會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)知的測(cè)量結(jié)果。為了合理精確地測(cè)量脈沖上升或下降時(shí)間，探頭和示波器的上升時(shí)間之和應(yīng)該是3～5倍快于被測(cè)脈沖

RIGOL探頭動(dòng)態(tài)范圍限制

所有的探頭應(yīng)該有不應(yīng)超過的高電壓安全限制。對(duì)于無源探頭來說，這個(gè)限制能從幾百伏特延伸到幾千伏特。然而，對(duì)于有源探頭，最大的安全電壓限制經(jīng)常是幾十伏特。為了避免個(gè)人安全上的危險(xiǎn)及潛在的損壞探頭的危險(xiǎn)，知道被測(cè)量的電壓范圍及需要使用的探頭的電壓限制，是明智的選擇。一根1X探頭(1倍增益探頭)，它的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍同示波器一樣。對(duì)于上面的例子，這將是4mV到40V范圍內(nèi)的信號(hào)測(cè)量。但是，如果你需要測(cè)量一個(gè)超過40V的信號(hào)時(shí)該怎么辦？你可以通過使用一個(gè)衰減探頭，從而擴(kuò)展示波器的動(dòng)態(tài)范圍至更高的高電壓。例如一根10X探頭，將擴(kuò)展動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍至40mV到400V。它衰減輸入信號(hào)10倍，有效地在增大了示波器的測(cè)量范圍。

RIGOL探頭補(bǔ)償你的探頭

大多數(shù)探頭被設(shè)計(jì)為匹配特定的示波器的輸入電路。然而，不同的示波器之間有細(xì)微的變化，甚至在同一示波器的不同的輸入通道之間也有。為了處理這一問題，許多探頭，特別是衰減探頭(10X和100X探頭)，有內(nèi)建的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。探頭補(bǔ)償，遵循下列過程：1.把探頭接入示波器。2.把探頭尖接入示波器前面板上的探頭補(bǔ)償測(cè)試點(diǎn)。3.使用探頭自帶的調(diào)整工具或其他無感調(diào)節(jié)工具，來調(diào)節(jié)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)