從測(cè)試應(yīng)用介紹示波器的使用方法

示波器的作用無(wú)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(hào)越來(lái)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(hào)，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(cè)試應(yīng)用發(fā)面來(lái)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(wú)法直接觀測(cè)的交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測(cè)量的電子測(cè)量?jī)x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(wèn)題、測(cè)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(hào)源組成。

　　一、示波器的作用

　　1.廣泛的電子測(cè)量?jī)x器;2.測(cè)量電信號(hào)的波形(電壓與時(shí)間關(guān)系);3.測(cè)量幅度、周期、頻率和相位等參數(shù);4.配合傳感器，測(cè)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(cè)量電壓

　　利用示波器所做的任何測(cè)量，都是歸結(jié)為對(duì)電壓的測(cè)量。示波器可以測(cè)量各種波形的電壓幅度，既可以測(cè)量直流電壓和正弦電壓，又可以測(cè)量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測(cè)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(cè)量?jī)x器都不能比擬的。

　　三、示波器的作用-測(cè)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(lái)測(cè)量波形的時(shí)間參數(shù)，如周期性信號(hào)的重復(fù)周期、脈沖信號(hào)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(hào)的時(shí)間差等等。

　　將示波器的掃速開(kāi)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(kāi)關(guān)的指示值直讀計(jì)算，從而較準(zhǔn)確地求出被測(cè)信號(hào)的時(shí)間參數(shù)。

　　四、示波器的作用-測(cè)量相位

　　利用示波器測(cè)量?jī)蓚€(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(cè)量頻率和時(shí)間，但不能直接測(cè)量正弦電壓之間的相位關(guān)系。利用示波器測(cè)量相位的方法很多，下面，僅介紹幾種常用的簡(jiǎn)單方法。

　　1.雙蹤法 　2.李沙育圖形法測(cè)相位

　　五、示波器的作用-測(cè)量頻率

　　用示波器測(cè)量信號(hào)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(duì)于任何周期信號(hào)，可用前述的時(shí)間間隔的測(cè)量方法，先測(cè)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(cè)波形，一周期為8div，“t/div”開(kāi)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(cè)波形的頻率為125kHz。

　　2.李沙育圖形法測(cè)頻率

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

　　fy=1:2，則在熒光屏上會(huì)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(huà)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(lái)測(cè)定被測(cè)信號(hào)的頻率。其方法是分別通過(guò)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(guò)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(cè)信號(hào)頻率fy(或fx)。顯然，在實(shí)際測(cè)試工作中，用李沙育圖形進(jìn)行頻率測(cè)試時(shí)，為了使測(cè)試簡(jiǎn)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(hào)的頻率，使熒光屏上顯示的圖形為圓或橢圓。這時(shí)被測(cè)信號(hào)頻率等于已知信號(hào)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(huì)有不同的形狀，但這對(duì)確定未知頻率并無(wú)影響。

　　李沙育圖形法測(cè)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(cè)量頻率較低的信號(hào)。