4.數(shù)字示波器的使用.ppt

1、2020/10/13,長江大學 龍從玉,1,1、實驗目的,3、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)字示波器雙蹤電信號及其相位差的測量方法。,2、實驗設備與實驗器材,2.1、函數(shù)信號發(fā)生器 EE1641D(B)； 2.2、 數(shù)字示波器 TDS1002； 2.3、模擬實驗箱； 2.4、數(shù)子萬用表 UT58A。,4、數(shù)字示波器的使用,3.1、示波器是顯示信號波形并測量波形參數(shù)的設備。 示波器由垂直、水平、觸發(fā)及顯示四大部分構成。以數(shù)字示波器 TDS1002為例，分述各部分的功能

2、如下：,2020/10/13,長江大學 龍從玉,2,1）示波器Y軸(垂直軸)：Y軸由信號電壓驅動，輸入電壓大小決定波形垂直幅度(電壓基準：V/格)。 Y軸輸入通道：CH1、CH2(習慣稱為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作兩信號加減運算，還可作波形分析。 Y軸調節(jié)： Y軸垂直電壓基準（Volts/Div），電壓基準分粗調與細調，可在Y軸菜單下選擇。 Y軸位移旋鈕，使

3、波形上下移動，不改變幅度。 以上的輸入耦合與顯示調節(jié)均可在Y軸菜單下選擇進行操作。, Y軸調節(jié)旋鈕在光標測量選項中：在測量電壓時，為垂直電壓光標；在測量時間時，為水平時間光標。,2020/10/13,長江大學 龍從玉,3,2）示波器X軸(水平軸)：X軸由鋸齒波驅動，鋸齒波上升速度(時間)決定波形水平寬度(時間基準：ms/格). X軸調節(jié)： X軸時間基準：(Time/Div)。時間基準分主時間基準與窗口時間基準，窗口時間基準相當于X軸的區(qū)間擴展，時間基準在X軸菜單下轉換。 X軸水平位移調節(jié)旋鈕,不改變波形。 X軸歸0鍵，按下此鍵，使初始時間居中歸0。便于觀測階躍信號（如測量信號上升時間）。 X軸

4、輸入端：在示波器為YT顯示時，可外接同步觸發(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軸信號電壓在時間上同步，這波形穩(wěn)定顯示關鍵！ 觸發(fā)/釋抑旋鈕 ：觸發(fā)電平的調節(jié):調觸發(fā)電平(釋抑時間)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。 強制觸發(fā)鍵：,2020/10/13,長江大學 龍從玉,4,自動設置菜單：自動測量波形，判斷波形類別，自動設置并測量波形特征參數(shù)（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)。采用選項菜單按

5、鍵循環(huán)顯示各參數(shù)測量值。若固定顯示屏設置測量，則某些參數(shù)誤差大？應該調整顯示屏相應Y/X基準。 光標測量菜單：采用光標測量就是手動測量。在電壓測量選項中兩Y軸位移旋鈕調電壓光標，其增量為測量電壓；在時間測量選項中兩Y軸位移旋鈕調時間光標，其增量為測量時間。 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/XY顯示；對比度增強或減弱等。 輔助功能菜單：數(shù)字示波器可在此菜單下進入自校準。,數(shù)字示波器的循環(huán)選項菜單按鍵：在功能主菜單或專用菜單下，根據(jù)顯示屏提示，進行循環(huán)選項操作。,4）數(shù)字示波器的功能菜單,2020/10/13,長江大學 龍從玉,5,3.2

6、、TDS1002示波器操作面板,輸出信號,Ch1 輸入端,自動 設置鍵,光標測量,自動測量,存儲/調出,采集鍵,顯示鍵,幫助鍵,默認鍵,x軸 輸入端,選項菜 單 按鍵欄,輔助功能,CH2 通道 同 CH1,探,運算鍵,CH1旋鈕 位移光標,CH1 菜單鍵,CH1 幅度鈕,水平 位移鈕,水平 菜單鍵,歸0鍵,時間 基準鈕,觸發(fā) 菜單鍵,觸發(fā)/釋抑鈕,觀察鍵,輸入/輸出欄,調節(jié)欄,專用菜單欄,位移欄,功能 菜單欄,圖-1 數(shù)字示波器面版,2020/10/13,長江大學 龍從玉,6,選 項 菜 單 顯 示,采集模式,觸發(fā)電平,2）TDS1002屏幕說明,水平觸發(fā)位置,CH1垂直電壓基準,主時間基準,

7、CH2 零電平,觸發(fā)源 觸發(fā)電平 觸發(fā)頻率,文字顯示有關信息(3秒),CH2垂直電壓基準,帶寬限制,峰峰值均方根值 周期頻率,CH1 零電平,觸發(fā)狀態(tài),窗口時間基準,圖-2屏幕顯示區(qū),2020/10/13,長江大學 龍從玉,7,EE1641B1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：正弦波、三角波、方波。可按鍵循環(huán)選擇波形，有發(fā)光管指示波形。 2）信號頻率調節(jié)： 頻率范圍分段按鍵，可循環(huán)選擇，發(fā)光管指示頻段， 頻率微調旋扭，可連續(xù)調節(jié)頻率。 輸出頻率有數(shù)字顯示。 3）信號波形調節(jié)： 信號電壓幅度旋扭，可連續(xù)調節(jié)輸出電壓。 輸出電壓衰

8、減按鍵，可選衰減：20db(1/10)、40db(1/100)。 波形對稱性調節(jié)旋扭, 可調節(jié)方波的占空比或不對稱波的正/負半波比。關斷調節(jié)旋扭：則輸出波形對稱。 信號直流電平調節(jié)旋扭，旋扭逆旋至關斷為直流零電平。 輸出電壓峰峰值有數(shù)字顯示。,3.3 函數(shù)信號發(fā)生器性能,2020/10/13,長江大學 龍從玉,8,4）輸出端選擇： TTL輸出端：僅輸出5伏方波信號，電壓不可變。 輸出頻率可調：0.3hz-3Mhz。 函數(shù)輸出端：輸出可選擇正弦波/三角波/方波。 輸出頻率可調：0.3hz-3Mhz. 輸出電壓可調：VPP:0-20V、內阻：50。,EE1641D函數(shù)發(fā)生器輸出頻率為0.2-2Mh

9、z，并有以下輸出端: 功率輸出端：僅輸出正弦波; 輸出頻率：f 可調范圍：500hz-15Khz。 輸出電壓：VPP可調范圍：0-20V、內阻:4。 單脈沖輸出端:,5）掃頻(描）信號：(輸出在一定范圍內變化的的信號) 掃頻源選擇：內部對數(shù)/內部線性/外部掃描 。 掃頻信號調節(jié)：掃頻寬度可調；掃頻速率可調。 掃頻信號輸出端：用函數(shù)輸出端或TTL輸出端。 6）計數(shù)器：測量信號源(或外部)信號的頻率(略) 。,2020/10/13,長江大學 龍從玉,9,5）數(shù)字示波器與函數(shù)信號發(fā)生器的使用,開關,頻段選擇,頻率細調,頻率 指示,波形選擇,函數(shù)/功率 電壓調節(jié),電壓 指示,函數(shù)信號,功率輸出,TTL

10、 輸出,單脈沖輸出,波形調節(jié)關:對稱,直流調節(jié)關:0電平,函數(shù)/功率電壓衰減,掃描 計數(shù),計數(shù)輸入,掃描速度,掃描寬度,B1,開關,輸入CH1,自動 設置,測量,光標,幅度調節(jié),CH1 菜單,Y 位移,X 位移,觸發(fā)/釋抑鈕,自測信號,選項菜單鍵,功能 菜 單 區(qū),波形不穩(wěn)定？ 1.檢查觸發(fā)源 2.調節(jié)觸發(fā)電平,輸出電壓太??？ 檢查是否錯按衰減！,波形不對稱？ 波形調節(jié)沒關斷,輸出頻率不穩(wěn) 是否錯按掃描鍵,沒有掃描基線？ 1.檢查YX位移居中 2.檢查顯示菜單！,輸入5V信號顯示為500V 檢查探頭補償倍率！,輸入方波卻顯示斜方波 將AC耦合換成DC耦合,無輸出波形？ 檢查直流電平鈕,水平調節(jié)

11、,在小信號測量時, 可在采集菜單下, 選用平均值采集!,2020/10/13,長江大學 龍從玉,10,4.2、用數(shù)字示波器的同上方法，測量信號發(fā)生器輸出f=1Khz、電壓Vpp=5V的正弦/三角/方波信號，記錄在表-1中。,4.1、用數(shù)字示波器自動設置功能，分別用DC/AC耦合，測量本機正方波校準信號。記錄在表-1中。,4、數(shù)字示波器與信號發(fā)生器的使用,2020/10/13,長江大學 龍從玉,11,4.3、分別用數(shù)字示波器自動設置、自動測量及光標測量功能測量信號發(fā)生器輸出頻率f=1KHz、電壓upp=5V的方波信號并記錄在表-2中。,圖- 4 方波信號參數(shù)的測量,周期,正頻寬,1）函數(shù)信號發(fā)生

12、器的波形調節(jié) （電壓與頻率的調節(jié)略）。 函數(shù)信號波形的調節(jié)：調節(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，（關斷為對稱波形）。 函數(shù)信號的直流電平的調節(jié)：調節(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（關斷為直流零電平）。,電壓,光標2,光標1,T,光標1,光標2,10%,90%,U,2020/10/13,長江大學 龍從玉,12,先按Y軸的菜單，然后根據(jù)被測信號，選擇耦合方式，選擇電壓基準與時間基準。 按自動測量功能鍵： 再按選項菜單中對應鍵，先確定測量信號源，最后循環(huán)選擇，讀取波形有關參數(shù)值(電壓、周期、頻率、正頻寬、上升時間等)。 注意：在測量脈沖上升時間時，應調整時

13、間基準，否則，測量值大范圍變化，誤差很大！,在測量前，首先確定Y軸探頭補償倍率正確！ 然后選擇輸入信號的耦合方式，對脈沖信號應選擇直流耦合。 選按自動設置功能鍵：可直接讀取有關參數(shù)； 自動設置功能會根據(jù)檢測到不同信號，顯示相應測量參數(shù)！ 例如：對正弦信號測量參數(shù)為：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)則為：峰峰值、平均值、周期、頻率等值。 還可在選項菜單中按對應鍵，可選擇顯示相應測量參量。 例1：對脈沖信號，在選項菜單中按上升時間或正頻寬可讀取相應值。,2）采用自動設置功能的測量步驟：,3）采用自動測量功能的測量步驟：,2020/10/13,長江大學 龍從玉,13,按Y軸

14、的菜單鍵，根據(jù)信號，選擇耦合、電壓與時間基準。 按光標測量功能鍵，在選項菜單中，可用第1鍵循環(huán)選擇：關閉/電壓/時間的測量。 調節(jié)Y1與Y2光標位移旋鈕，對準被測波形相關位置，就在屏幕顯示欄中讀取測量的電壓或時間的增量值Y=(Y2-Y1)。 測量信號上升時間：先按X軸歸零鍵使初始時間歸0，再調小時間基準單位。調光標對準波形位置，準確測量微小時間。,4）采用光標測量功能的測量步驟：,2020/10/13,長江大學 龍從玉,14,*4.4、電容性交流電路中電壓電流相位差的測量,設信號周期:T 兩信號的相差時間:T 兩信號相位差角 =3600 T/T,圖- 3 電容電路電壓電流及相位差的測量圖,uR,用雙蹤示波器測量圖- 3 阻容串聯(lián)電路在輸入端接Vpp=4V、f=1Khz的正弦信號的電壓、電流及其相位差，記