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示波器的使用方法
2012-08-14
示波器的使用方法
示波器雖然分成好幾類，各類又有許多種型號，但是一般的示波器除頻帶寬度、輸入靈敏度等不完全相同外，在使用方法的基本方面都是相同的。本章以SR-8型雙蹤示波器為例介紹。
（一）面板裝置
SR-8型雙蹤示波器的面板圖如圖5-12所示。其面板裝置按其位置和功能通?？蓜澐譃?大部分：顯示、垂直（Y軸）、水平（X軸）?，F(xiàn)分別介紹這3個部分控制裝置的作用。
1．顯示部分 主要控制件為：
（1）電源開關(guān)。
（2）電源指示燈。
（3）輝度 調(diào)整光點亮度。
（4）聚焦 調(diào)整光點或波形清晰度。
（5）輔助聚焦 配合“聚焦”旋鈕調(diào)節(jié)清晰度。
（6）標尺亮度 調(diào)節(jié)坐標片上刻度線亮度。
（7）尋跡 當按鍵向下按時，使偏離熒光屏的光點回到顯示區(qū)域，而尋到光點位置。
（8）標準信號輸出 1kHz、1V方波校準信號由此引出。加到Y(jié)軸輸入端，用以校準Y軸輸入靈敏度和X軸掃描速度。
2．Y軸插件部分
（1）顯示方式選擇開關(guān) 用以轉(zhuǎn)換兩個Y軸前置放大器YA與YB 工作狀態(tài)的控制件，具有五種不同作用的顯示方式：
“交替”： 當顯示方式開關(guān)置于“交替”時，電子開關(guān)受掃描信號控制轉(zhuǎn)換，每次掃描都輪流接通YA或YB 信號。當被測信號的頻率越高，掃描信號頻率也越高。電
子開關(guān)轉(zhuǎn)換速率也越快，不會有閃爍現(xiàn)象。這種工作狀態(tài)適用于觀察兩個工作頻率較高的信號。
“斷續(xù)”：當顯示方式開關(guān)置于“斷續(xù)”時，電子開關(guān)不受掃描信號控制，產(chǎn)生頻率固定為200kHz方波信號，使電子開關(guān)快速交替接通YA和YB。由于開關(guān)動作頻率高于被測信號頻率，因此屏幕上顯示的兩個通道信號波形是斷續(xù)的。當被測信號頻率較高時，斷續(xù)現(xiàn)象十分明顯，甚至無法觀測；當被測信號頻率較低時，斷續(xù)現(xiàn)象被掩蓋。因此，這種工作狀態(tài)適合于觀察兩個工作頻率較低的信號。
“YA”、“YB ”：顯示方式開關(guān)置于“YA ”或者“YB ”時，表示示波器處于單通道工作，此時示波器的工作方式相當于單蹤示波器，即只能單獨顯示“YA”或“YB ”通道的信號波形。
“YA + YB”：顯示方式開關(guān)置于“YA + YB ”時，電子開關(guān)不工作，YA與YB 兩路信號均通過放大器和門電路，示波器將顯示出兩路信號疊加的波形。
（2）“DC-⊥-AC” Y軸輸入選擇開關(guān)，用以選擇被測信號接至輸入端的耦合方式。置于“DC”是直接耦合，能輸入含有直流分量的交流信號；置于“AC”位置，實現(xiàn)交流耦合，只能輸入交流分量；置于“⊥”位置時，Y軸輸入端接地，這時顯示的時基線一般用來作為測試直流電壓零電平的參考基準線。
（3）“微調(diào)V/div” 靈敏度選擇開關(guān)及微調(diào)裝置。靈敏度選擇開關(guān)系套軸結(jié)構(gòu)，黑色旋鈕是Y軸靈敏度粗調(diào)裝置，自10mv/div～20v/div分11檔。紅色旋鈕為細調(diào)裝置，順時針方向增加到滿度時為校準位置，可按粗調(diào)旋鈕所指示的數(shù)值，讀取被測信號的幅度。當此旋鈕反時針轉(zhuǎn)到滿度時，其變化范圍應(yīng)大于2.5倍，連續(xù)調(diào)節(jié)“微調(diào)”電位器，可實現(xiàn)各檔級之間的靈敏度覆蓋，在作定量測量時，此旋鈕應(yīng)置于順時針滿度的“校準”位置。
（4）“平衡” 當Y軸放大器輸入電路出現(xiàn)不平衡時，顯示的光點或波形就會隨“V/div”開關(guān)的“微調(diào)”旋轉(zhuǎn)而出現(xiàn)Y軸方向的位移，調(diào)節(jié)“平衡”電位器能將這種位移減至最小。
（5）“↑↓ ” Y軸位移電位器，用以調(diào)節(jié)波形的垂直位置。
（6）“極性、拉YA ” YA 通道的極性轉(zhuǎn)換按拉式開關(guān)。拉出時YA 通道信號倒相顯示，即顯示方式（YA+ YB ）時，顯示圖像為YB - YA 。
（7）“內(nèi)觸發(fā)、拉YB ” 觸發(fā)源選擇開關(guān)。在按的位置上（常態(tài)) 掃描觸發(fā)信號分別取自YA 及YB 通道的輸入信號，適應(yīng)于單蹤或雙蹤顯示，但不能夠?qū)﹄p蹤波形作時間比較。當把開關(guān)拉出時，掃描的觸發(fā)信號只取自于YB 通道的輸入信號，因而它適合于雙蹤顯示時對比兩個波形的時間和相位差。
（8）Y軸輸入插座 采用BNC型插座，被測信號由此直接或經(jīng)探頭輸入。
3．X軸插件部分
（1）“t/div” 掃描速度選擇開關(guān)及微調(diào)旋鈕。X軸的光點移動速度由其決定，從0.2μs～1s共分21檔級。當該開關(guān)“微調(diào)”電位器順時針方向旋轉(zhuǎn)到底并接上開關(guān)后，即為“校準”位置，此時“t/div”的指示值，即為掃描速度的實際值。
（2）“擴展、拉×10” 掃描速度擴展裝置。是按拉式開關(guān)，在按的狀態(tài)作正常使用，拉的位置掃描速度增加10倍。“t/div”的指示值，也應(yīng)相應(yīng)計取。采用“擴展 拉×10”適于觀察波形細節(jié)。
（3）“→← ” X軸位置調(diào)節(jié)旋鈕。系X軸光跡的水平位置調(diào)節(jié)電位器，是套軸結(jié)構(gòu)。外圈旋鈕為粗調(diào)裝置，順時針方向旋轉(zhuǎn)基線右移，反時針方向旋轉(zhuǎn)則基線左移。置于套軸上的小旋鈕為細調(diào)裝置，適用于經(jīng)擴展后信號的調(diào)節(jié)。
（4）“外觸發(fā)、X外接”插座 采用BNC型插座。在使用外觸發(fā)時，作為連接外觸發(fā)信號的插座。也可以作為X軸放大器外接時信號輸入插座。其輸入阻抗約為1MΩ。外接使用時，輸入信號的峰值應(yīng)小于12V。
（5）“觸發(fā)電平”旋鈕 觸發(fā)電平調(diào)節(jié)電位器旋鈕。用于選擇輸入信號波形的觸發(fā)點。具體地說，就是調(diào)節(jié)開始掃描的時間，決定掃描在觸發(fā)信號波形的哪一點上被觸發(fā)。順時針方向旋動時，觸發(fā)點趨向信號波形的正向部分，逆時針方向旋動時，觸發(fā)點趨向信號波形的負向部分。
（6）“穩(wěn)定性” 觸發(fā)穩(wěn)定性微調(diào)旋鈕。用以改變掃描電路的工作狀態(tài)，一般應(yīng)處于待觸發(fā)狀態(tài)。調(diào)整方法是將Y軸輸入耦合方式選擇（AC-地-DC）開關(guān)置于地檔，將V/div開關(guān)置于最高靈敏度的檔級，在電平旋鈕調(diào)離自激狀態(tài)的情況下，用小螺絲刀將穩(wěn)定度電位器順時針方向旋到底，則掃描電路產(chǎn)生自激掃描，此時屏幕上出現(xiàn)掃描線；然后逆時針方向慢慢旋動，使掃描線剛消失。此時掃描電路即處于待觸發(fā)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，用示波器進行測量時，只要調(diào)節(jié)電平旋鈕，即能在屏幕上獲得穩(wěn)定的波形，并能隨意調(diào)節(jié)選擇屏幕上波形的起始點位置。少數(shù)示波器，當穩(wěn)定度電位器逆時針方向旋到底時，屏幕上出現(xiàn)掃描線；然后順時針方向慢慢旋動，使屏幕上掃描線剛消失，此時掃描電路即處于待觸發(fā)狀態(tài)。
（7）“內(nèi)、外” 觸發(fā)源選擇開關(guān)。置于“內(nèi)”位置時，掃描觸發(fā)信號取自Y軸通道的被測信號；置于“外”位置時，觸發(fā)信號取自“外觸發(fā)X 外接”輸入端引入的外觸發(fā)信號。
（8）“AC”“AC（H）”“DC” 觸發(fā)耦合方式開關(guān)。 “DC”檔，是直流藕合狀態(tài)，適合于變化緩慢或頻率甚低（如低于100Hz）的觸發(fā)信號。“AC”檔，是交流藕合狀態(tài)，由于隔斷了觸發(fā)中的直流分量，因此觸發(fā)性能不受直流分量影響。“AC（H）”檔，是低頻抑制的交流耦合狀態(tài)，在觀察包含低頻分量的高頻復(fù)合波時，觸發(fā)信號通過高通濾波器進行耦合，抑制了低頻噪聲和低頻觸發(fā)信號（2MHz以下的低頻分量），免除因誤觸發(fā)而造成的波形幌動。
（9）“高頻、常態(tài)、自動” 觸發(fā)方式開關(guān)。用以選擇不同的觸發(fā)方式，以適應(yīng)不同的被測信號與測試目的。“高頻”檔，頻率甚高時（如高于5MHz），且無足夠的幅度使觸發(fā)穩(wěn)定時，選該檔。此時掃描處于高頻觸發(fā)狀態(tài)，由示波器自身產(chǎn)生的高頻信號（200kHz信號），對被測信號進行同步。不必經(jīng)常調(diào)整電平旋鈕，屏幕上即能顯示穩(wěn)定的波形，操作方便，有利于觀察高頻信號波形。“常態(tài)”檔，采用來自Y軸或外接觸發(fā)源的輸入信號進行觸發(fā)掃描，是常用的觸發(fā)掃描方式。“自動”擋，掃描處于自動狀態(tài)（與高頻觸發(fā)方式相仿），但不必調(diào)整電平旋鈕，也能觀察到穩(wěn)定的波形，操作方便，有利于觀察較低頻率的信號。
（10）“＋、－” 觸發(fā)極性開關(guān)。在“＋”位置時選用觸發(fā)信號的上升部分，在“－”位置時選用觸發(fā)信號的下降部分對掃描電路進行觸發(fā)。
（二）使用前的檢查、調(diào)整和校準
示波器初次使用前或久藏復(fù)用時，有必要進行一次能否工作的簡單檢查和進行掃描電路穩(wěn)定度、垂直放大電路直流平衡的調(diào)整。示波器在進行電壓和時間的定量測試時，還必須進行垂直放大電路增益和水平掃描速度的校準。示波器能否正常工作的檢查方法、垂直放大電路增益和水平掃描速度的校準方法，由于各種型號示波器的校準信號的幅度、頻率等參數(shù)不一樣，因而檢查、校準方法略有差異。
（三）使用步驟
用示波器能觀察各種不同電信號幅度隨時間變化的波形曲線，在這個基礎(chǔ)上示波器可以應(yīng)用于測量電壓、時間、頻率、相位差和調(diào)幅度等電參數(shù)。下面介紹用示波器觀察電信號波形的使用步驟。
1．選擇Y軸耦合方式
根據(jù)被測信號頻率的高低，將Y軸輸入耦合方式選擇“AC-地-DC”開關(guān)置于AC或DC。
2．選擇Y軸靈敏度
根據(jù)被測信號的大約峰-峰值（如果采用衰減探頭，應(yīng)除以衰減倍數(shù)；在耦合方式取DC檔時，還要考慮疊加的直流電壓值），將Y軸靈敏度選擇V/div開關(guān)（或Y軸衰減開關(guān)）置于適當檔級。實際使用中如不需讀測電壓值，則可適當調(diào)節(jié)Y軸靈敏度微調(diào)（或Y軸增益）旋鈕，使屏幕上顯現(xiàn)所需要高度的波形。
3．選擇觸發(fā)（或同步）信號來源與極性
通常將觸發(fā)（或同步）信號極性開關(guān)置于“+”或“-”檔。
4．選擇掃描速度
根據(jù)被測信號周期（或頻率）的大約值，將X軸掃描速度t/div（或掃描范圍）開關(guān)置于適當檔級。實際使用中如不需讀測時間值，則可適當調(diào)節(jié)掃速t/div微調(diào)（或掃描微調(diào)）旋鈕，使屏幕上顯示測試所需周期數(shù)的波形。如果需要觀察的是信號的邊沿部分，則掃速t/div開關(guān)應(yīng)置于最快掃速檔。
5．輸入被測信號
被測信號由探頭衰減后（或由同軸電纜不衰減直接輸入，但此時的輸入阻抗降低、輸入電容增大），通過Y軸輸入端輸入示波器。
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