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超實用!100個示波器基礎知識問答


  來源: EDN電子技術設計 時間:2020-09-14 編輯:清風
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57. 在選擇示波器時,一般考慮的多的是帶寬。那么,在什么情況下要考慮采樣速率?

答:取決于被測對象,在帶寬滿足的前提下,希望最小采樣間隔(采樣率的倒數)能夠捕捉到您需要的信號細節。業界有些關于采樣速率經驗公式,但基本上都是針對示波器帶寬得出的,實際應用中,最好不用示波器測相同頻率的信號。若您在選型,對正弦波,選擇示波器帶寬是被測正弦信號頻率的 3 倍,以上,采樣率是帶寬的 4 到 5 倍,實際上是信號的 12 到 15 倍,若是其它波形,要保證采樣率足以捕獲信號細節 。若您正在使用示波器,可透過以下方法驗證采樣率是否夠用將波形停下來,放大波形,若發現波形有變化(如某些幅值),采樣率就不夠,否則無礙。也可用點顯示來分析,采樣率是否夠用。


58. 100MHz 的模擬示波器可以較清楚看到寄生波形,而 100MHz 的數字示波器卻看不到(僅能看到波形加粗)?

答:此現象和示波器顯示有關,模擬示波器上看到的跡線一般較細,它通過垂直偏轉器直接將電壓打到屏幕上,而且掃描速率和波形刷新率都很快。數字示波器是通過 A/D 將波形電壓量化,存到內存中,處理之后再顯示,數字示波器屏幕的顯示分辨率是有限的,通常為 6?0 點或 1000 點,若您將示波器的存儲深度(記錄長度)設置成 10K 或 2M, 這意味著,要讓內存中 10K 或 2M 點的信息量通過 6?0 個點或 1000個點來反映,無論算法有多好,都會帶來一定的顯示誤差,波形加粗的程度和存儲深度是相關的,這些問題是數字示波器特有的問題,另外數字示波器缺省顯示方式為矢量顯示方式,即會在兩個采樣點之間以線性算法,或正弦內插算法插入一些點,模擬示波器沒有這些問題。您可試著將示波器記錄長度改為 500 點 ,并將矢量顯示改為點顯示,觀察數字示波器每次采樣實際得到的數據,調整時基,可以清楚得看到這些點,即使使用矢量顯示,線會變細些。僅從儀器角度出發,另外測量小信號,使用 1:1 得探頭得結果,可能會比 10:1 探頭更好些 。另外,模擬示波器沒有采樣率得概念,只有掃描速率概念,使用數字示波器,采樣率很多時候需考慮。


59. 模擬和數字示波器在觀察波形的細部時,那個更有優勢(例如:在過零點和峰值時,觀察 1%以下的寄生波形)?

答:觀察 1%以下的寄生波形,無論是模擬示波器還是數字示波器,觀察其精度都不是很好,模擬示波器的垂直精度未必比數字示波器更高,如某 500MHz 帶寬的模擬示波器垂直精度是+/-3%, 并不比數字示波器(通常為 1~2%精度)更具優勢,而且對細節,數字示波器的自動測量功能比模擬示波器的人工測量更精確。


60. 數字示波器一般提供在線顯示均方根值,它的精度一般是多少?

答:示波器的幅值測量精度,很多人用 A/D 位數來衡量,實際上,隨著您所用的示波器帶寬,實際的采樣率設置等,會有變化,若帶寬不夠,本身帶來的幅值測量誤差就很大,若帶寬夠了,采樣設置很高,實際的幅值測量精度就不如采樣率低的時候的精度(您有時可參考示波器的用戶手冊,它可能會給出不同采樣率下,示波器的 A/D 實際有效位數);總的來講,示波器測量幅值,包括均方根值的精度往往不如萬用表,同樣,測量頻率,它不如頻率計數器。


61. 如何捕捉并重現稍縱即失的瞬時信號?

答:將示波器設置成單次采集方式(觸發模式設置成 Normal ,觸發條件設置成邊沿觸發,并將觸發電平調到適當值,然后將掃描方式設置成單次方式),如果使用的是安捷倫5462xA/D,546?xA/D,5483xB/D,5485xA,這些儀器都支持 MegaZoom 功能,就是說,可在觀察信號全局的同時,對局部細節進行放大觀察,或者通過移動屏幕的方式,或者通過雙時基顯示功能來完成。注意示波器的存儲深度將決定所能采集信號的時間,和能用到的最大采樣速率。


62. 安捷倫的哪種示波器能夠測試頻率為 500M 的載波信號?

答:如果僅測載波信號本身,通常載波信號為正弦波,推薦使用 1.5GHz 示波器(安捷倫 54845B),使用 BNC 電纜連接被測對象,可得到~94.6%的上升時間測量精度。若必須使用探頭,推薦使用 1157A 有源探頭(2.5GHz 帶寬)。如果使用 500MHz 帶寬的示波器,即使使用 BNC 電纜,最好情況下得到的幅度測量誤差是 29.3%,上升時間測量精度是 58.6%。


63. 示波器標稱為 60MHZ,是否可以理解為它最大可以測到 60MHZ?

答:60MHz 帶寬示波器,并不意味著可以很好地測量 60MHz 的信號,根據示波器帶寬的定義,如果輸入峰峰值為 1V 的 60MHz 的正弦波到 60MHz 帶寬的示波器上,從示波器上將看到 0.707V 的信號(30%幅值測量誤差)。


64. 用標稱為 60MHZ 的示波器測 4.1943MHZ 的方波時測不到,為什么?

答:如果要測試的是方波,選擇示波器的參考標準是信號的上升時間,若示波器帶寬=0.35/信號上升時間* 3,則上升時間測量誤差為 5.4%左右。

關鍵詞:示波器 探頭 測量    瀏覽量:7630

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