示波器的作用及使用方法

示波器的作用無可取代，它一直是工程師設(shè)計(jì)、調(diào)試產(chǎn)品的好幫手。但隨著計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體和通信技術(shù)的發(fā)展，示波器的種類、型號越來越多，從而使示波器的作用得到詳細(xì)的劃分。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，但示波器的使用方法在基本方面都是相同的。下面小編從測試應(yīng)用發(fā)面來介紹一下示波器的作用和它的基礎(chǔ)使用方法。

示波器的作用是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問題、測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號源組成。

一、示波器的作用

1.廣泛的電子測量儀器;2.測量電信號的波形(電壓與時(shí)間關(guān)系);3.測量幅度、周期、頻率和相位等參數(shù);4.配合傳感器，測量一切可以轉(zhuǎn)化為電壓的參量(如電流、電阻、溫度磁強(qiáng)等)

二、示波器的作用-測量電壓

利用示波器所做的任何測量，都是歸結(jié)為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度，既可以測量直流電壓和正弦電壓，又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個(gè)脈沖電壓波形各部分的電壓幅值，如上沖量或頂部下降量等。這是其他任何電壓測量儀器都不能比擬的。

三、示波器的作用-測量時(shí)間

示波器時(shí)基能產(chǎn)生與時(shí)間呈線性關(guān)系的掃描線，因而可以用熒光屏的水平刻度來測量波形的時(shí)間參數(shù)，如周期性信號的重復(fù)周期、脈沖信號的寬度、時(shí)間間隔、上升時(shí)間(前沿)和下降時(shí)間(后沿)、兩個(gè)信號的時(shí)間差等等。

將示波器的掃速開關(guān)“t/div”的“微調(diào)”裝置轉(zhuǎn)至校準(zhǔn)位置時(shí)，顯示的波形在水平方向刻度所代表的時(shí)間可按“t/div”開關(guān)的指示值直讀計(jì)算，從而較準(zhǔn)確地求出被測信號的時(shí)間參數(shù)。

四、示波器的作用-測量相位

利用示波器測量兩個(gè)正弦電壓之間的相位差具有實(shí)用意義，用計(jì)數(shù)器可以測量頻率和時(shí)間，但不能直接測量正弦電壓之間的相位關(guān)系。利用示波器測量相位的方法很多，下面，僅介紹幾種常用的簡單方法。

1.雙蹤法 　2.李沙育圖形法測相位

五、示波器的作用-測量頻率

用示波器測量信號頻率的方法很多，下面介紹常用的兩種基本方法。

1.周期法

對于任何周期信號，可用前述的時(shí)間間隔的測量方法，先測定其每個(gè)周期的時(shí)間T，再用下式求出頻率f ：f=1/T

例如示波器上顯示的被測波形，一周期為8div，“t/div”開關(guān)置“1μs”位置，其“微調(diào)”置“校準(zhǔn)”位置。則其周期和頻率計(jì)算如下：

T=1us/div×8div = 8us

f= 1/8us =125kHz

所以，被測波形的頻率為125kHz。

2.李沙育圖形法測頻率

將示波器置X-Y工作方式，被測信號輸入Y軸，標(biāo)準(zhǔn)頻率信號輸入“X外接”，慢慢改變標(biāo)準(zhǔn)頻率，使這兩個(gè)信號頻率成整數(shù)倍時(shí)，例如fx :

fy=1:2，則在熒光屏上會形成穩(wěn)定的李沙育圖形。

李沙育圖形的形狀不但與兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電壓的相位有關(guān)，而且與兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電壓的頻率也有關(guān)。用描跡法可以畫出ux與uy的各種頻率比、不同相位差時(shí)的李沙育圖形，幾種不同頻率比的李沙育圖形如圖5-15所示。

利用李沙育圖形與頻率的關(guān)系，可進(jìn)行準(zhǔn)確的頻率比較來測定被測信號的頻率。其方法是分別通過李沙育圖形引水平線和垂直線，所引的水平線垂直線不要通過圖形的交叉點(diǎn)或與其相切。若水平線與圖形的交點(diǎn)數(shù)為m，垂直線與圖形的交點(diǎn)數(shù)n，則

fy / fx=m / n

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)頻率fx(或fy)為已知時(shí)，由上式可以求出被測信號頻率fy(或fx)。顯然，在實(shí)際測試工作中，用李沙育圖形進(jìn)行頻率測試時(shí)，為了使測試簡便正確，在條件許可的情況下，通常盡可能調(diào)節(jié)已知頻率信號的頻率，使熒光屏上顯示的圖形為圓或橢圓。這時(shí)被測信號頻率等于已知信號頻率。

由于加到示波器上的兩個(gè)電壓相位不同，熒光屏上圖形會有不同的形狀，但這對確定未知頻率并無影響。

李沙育圖形法測量頻率是相當(dāng)準(zhǔn)確的，但操作較費(fèi)時(shí)。同時(shí)，它只適用于測量頻率較低的信號。