模拟示波器的使用简介

        一、模拟示波器的调整模拟示波器的调整和使用方法基本相同，现以MOS-620/640双踪示波器为例介绍如下：

　　1、MOS-620/640双踪示波器前面板简介MOS-620/640双踪示波器的调节旋钮、开关、按键及连接器等都位于前面板上，如图6.1.27所示，其作用如下：

　　（1）示波管操作部分

　　6——“POWER”：主电源开关及指示灯。按下此开关，其左侧的发光二极管指示灯5亮，表明电源已接通。

　　2——“INTEN”：亮度调节钮。调节轨迹或光点的亮度。

　　3——“FOCUS”：聚焦调节钮。调节轨迹或亮光点的聚焦。

　　4——“TRACE ROTATION”：轨迹旋转。调整水平轨迹与刻度线相平行。33——显示屏。显示信号的波形。

　　（2）垂直轴操作部分

　　7、22——“VOLTS/DIV”：垂直衰减钮。调节垂直偏转灵敏度，从5mV/div～5V/div，共10个档位。

　　8——“CH1X”：通道1被测信号输入连接器。在X-Y模式下，作为X轴输入端。20——“CH2Y”：通道2被测信号输入连接器。在X-Y模式下，作为Y轴输入端。

　　9、21——“VAR”垂直灵敏度旋钮：微调灵敏度大于或等于1/2.5标示值。在校正（CAL）位置时，灵敏度校正为标示值。

　　10、19——“AC-GND-DC”：垂直系统输入耦合开关。选择被测信号进入垂直通道的耦合方式。“AC”：交流耦合；“DC”：直流耦合；“GND”：接地。

　　

　　11、18——“POSITION”：垂直位置调节旋钮。调节显示波形在荧光屏上的垂直位置。

　　12——“ALT”/“CHOP”：交替/断续选择按键，双踪显示时，放开此键（ALT），通道1与通道2的信号交替显示，适用于观测频率较高的信号波形；按下此键（CHOP），通道1与通道2的信号同时断续显示，适用于观测频率较低的信号波形。13、15——“DC BAL”：CH1、CH2通道直流平衡调节旋钮。垂直系统输入耦合开关在GND时，在5mV与10mV之间反复转动垂直衰减开关，调整“DC BAL”使光迹保持在零水平线上不移动。14——“VERTICAL MODE”：垂直系统工作模式开关。CH1：通道1单独显示；CH2：

　　13、15——“DC BAL”：CH1、CH2通道直流平衡调节旋钮。垂直系统输入耦合开关在GND时，在5mV与10mV之间反复转动垂直衰减开关，调整“DC BAL”使光迹保持在零水平线上不移动。

　　14——“VERTICAL MODE”：垂直系统工作模式开关。CH1：通道1单独显示；CH2：通道2单独显示；DUAL：两个通道同时显示；ADD：显示通道1与通道2信号的代数或代数差（按下通道2的信号反向键“CH2 INV”时）。

　　17——“CH2 INV”：通道2信号反向按键。按下此键，通道2及其触发信号同时反向。

　　（3）触发操作部分

　　23——“TRIG IN”：外触发输入端子。用于输入外部触发信号。当使用该功能时，“SOURCE”开关应设置在EXT位置。

　　24——“SOURCE”：触发源选择开关。“CH1”：当垂直系统工作模式开关14设定在DUAL或ADD时，选择通道1作为内部触发信号源；“CH2”：当垂直系统工作模式开关14设定在DUAL或ADD时，选择通道2作为内部触发信号源；“LINE”：选择交流电源作为触发信号源；“EXT”：选择“TRIG IN”端子输入的外部信号作为触发信号源。

　　25——“TRIGGER MODE”：触发方式选择开关。“AUTO”（自动）：当没有触发信号输入时，扫描处在自由模式下；“NORM”（常态）：当没有触发信号输入时，踪迹处在待命状态并不显示；“TV-V”（电视场）：当想要观察一场的电视信号时；“TV-H”（电视行）：当想要观察一行的电视信号时。

　　26——“SLOPE”：触发极性选择按键。释放为“+”，上升沿触发；按下为“-”，下降沿触发。

　　27——“LEVEL”：触发电平调节旋钮。显示一个同步的稳定波形，并设定一个波形的起始点。向“+”旋转触发电平向上移，向“-”旋转触发电平向下移。

　　28——“TRIG ALT”：当垂直系统工作模式开关14设定在DUAL或ADD，且触发源选择开关24选CH1或CH2时，按下此键，示波器会交替选择CH1和CH2作为内部触发信号源。

　　（4）水平轴操作部分

　　29——“TIME/DIV”：水平扫描速度旋钮。扫描速度从0.2μs/div到0.5s/div共20档。当设置到X-Y位置时，示波器可工作在X-Y方式。

　　30——“SWP VAR”：水平扫描微调旋钮。微调水平扫描时间，使扫描时间被校正到于面板上“TIME/DIV”指示值一致。顺时针转到底为校正（CAL）位置。

　　31——“×10 MAG”：扫描扩展开关。按下时扫描速度扩展10倍。

　　32——“POSITION”：水平位置调节钮。调节显示波形在荧光屏上的水平位置。

　　（4）其它操作部分

　　1——“CAL”：示波器校正信号输出端。提供幅度为2Vpp，频率为1kHz的方波信号，用于校正10∶1探头的补偿电容器和检测示波器垂直与水平偏转因数等。

　　16——“GND”：示波器机箱的接地端子。

　　2、双踪示波器的正确调整与操作

　　示波器的正确调整和操作对于提高测量精度和延长仪器的使用寿命十分重要。

　　（1）聚焦和辉度的调整调整聚焦旋钮使扫描线尽可能细，以提高测量精度。扫描线亮度（辉度）应适当，过亮不仅会降低示波器的使用寿命，而且也会影响聚焦特性。

　　（2）正确选择触发源和触发方式触发源的选择：如果观测的是单通道信号，就应选择该通道信号作为触发源；如果同时观测两个时间相关的信号，则应选择信号周期长的通道作为触发源。

　　触发方式的选择：首次观测被测信号时，触发方式应设置于“AUTO”，待观测到稳定信号后，调好其它设置，最后将触发方式开关置于“NORM”，以提高触发的灵敏度。当观测直流信号或小信号时，必须采用“AUTO”触发方式。

　　（3）正确选择输入耦合方式

　　根据被观测信号的性质来选择正确的输入耦合方式。一般情况下，被观测的信号为直流或脉冲信号时，应选择“DC”耦合方式；被观测的信号为交流时，应选择“AC”耦合方式。

　　（4）合理调整扫描速度调节扫描速度旋钮，可以改变荧光屏上显示波形的个数。提高扫描速度，显示的波形少；降低扫描速度，显示的波形多。显示的波形不应过多，以保证时间测量的精度。

　　（5）波形位置和几何尺寸的调整观测信号时，波形应尽可能处于荧光屏的中心位置，以获得较好的测量线性。正确调整垂直衰减旋钮，尽可能使波形幅度占一半以上，以提高电压测量的精度。

　　（6）合理操作双通道将垂直工作方式开关设置到“DUAL”，两个通道的波形可以同时显示。为了观察到稳定的波形，可以通过“ALT/CHOP”（交替/断续）开关控制波形的显示。按下“ALT/CHOP”开关（置于CHOP），两个通道的信号断续的显示在荧光屏上，此设定适用于观测频率较高的信号；释放“ALT/CHOP”开关（置于ALT），两个通道的信号交替的显示在荧光屏上，此设定适用于观测频率较低的信号。在双通道显示时，还必须正确选择触发源。当CH1、CH2信号同步时，选择任意通道作为触发源，两个波形都能稳定显示，当CH1、CH2信号在时间上不相关时，应按下“TRIG.ALT”（触发交替）开关，此时每一个扫描周期，触发信号交替一次，因而两个通道的波形都会稳定显示。

　　值得注意的是：双通道显示时，不能同时按下“CHOP”和“TRIG ALT”开关，因为“CHOP”信号成为触发信号而不能同步显示。利用双通道进行相位和时间对比测量时，两个通道必须采用同一同步信号触发。

　　（7）触发电平调整

　　调整触发电平旋钮可以改变扫描电路预置的阀门电平。向“+”方向旋转时，阀门电平向正方向移动；向“-”方向旋转时，阀门电平向负方向移动；处在中间位置时，阀门电平设定在信号的平均值上。触发电平过正或过负，均不会产生扫描信号。因此，触发电平旋钮通常应保持在中间位置。

　　二、模拟示波器测量实例

　　1、测量直流电压

　　（1）将示波器垂直灵敏度旋钮置于校正位置，触发方式开关置于“AUTO”。

　　（2）将垂直系统输入耦合开关置于“GND”，此时扫描线的垂直位置即为零电压基准线，即时间基线。调节垂直位移旋钮使扫描线落于某一合适的水平刻度线。

　　（3）将被测信号接到示波器的输入端，并将垂直系统输入耦合开关置于“DC”。调节垂直衰减旋钮使扫描线有合适的偏移量。

　　（4）确定被测电压值。扫描线在Y轴的偏移量与垂直衰减旋钮对应档位电压的乘积即为被测电压值。

　　（5）根据扫描线的偏移方向确定直流电压的极性。扫描线向零电压基准线上方移动时，直流电压为正极性，反之为负极性。

　　（6）将被测信号接入示波器CH1输入端，直流信号将会产生偏移，然后调节触发“电平”，使波形稳定，如图6.1.28。

　　

　　图6.1.28测量直流电压 图6.1.29 测量交流电压

　　如果Volts/div为50mV/div挡，示波器读数为4div（格），则计算方法为：50mV/div×4div=200mVP—P当然如果探头为10：1，实际信号的值就是×10为2VP—P。

　　2、测量交流电压

　　（1）将示波器垂直灵敏度旋钮置于校正位置，触发方式开关置于“AUTO”。

　　（2）将垂直系统输入耦合开关置于“GND”，调节垂直位移旋钮使扫描线落在水平中心线上。

　　（3）输入被测信号，并将输入耦合开关置于“AC”。调节垂直衰减旋钮和水平扫描速度旋钮使显示波形的幅度和个数合适。选择合适的触发源、触发方式和触发电平等使波形稳定显示。

　　（4）确定被测电压的峰-峰值。波形在Y轴方向最高与最低点之间的垂直距离（偏移量）与垂直衰减旋钮对应档位电压的乘积即为被测电压的峰-峰值，如图6.1.29所示。

　　如果输入端Volts/div为1V/div挡，示波器读数为5div（格），则计算方法为1 V/div×5 div=5VP—P，当然如果探头为10:1，实际值为50 VP—P。

　　3、测量周期

　　（1）将水平扫描微调旋钮置于校正位置，并使时间基线落在水平中心刻度线上。

　　（2）输入被测信号。调节垂直衰减旋钮和水平扫描速度旋钮等，使荧光屏上稳定显示1～2波形。

　　（3）选择被测波形一个周期的始点和终点，并将始点移动到某一垂直刻度线上以便读数。

　　（4）确定被测信号的周期。信号波形一个周期在X轴方向始点与终点之间的水平距离与水平扫描速度旋钮对应档位的时间之积即为被测信号的周期。用示波器测量信号周期时，可以测量信号1个周期的时间，也可以测量n个周期的时间，再除以周期个数n。后一种方法产生的误差会小一些。

　　测量周期如图6.1.30所示，如果一个周期在屏幕上为2 div（格），扫描时间为1ms/div，则周期为：1ms/div×2 div=2.0ms

　　3、测量频率由于信号的频率与周期为倒数关系，即f=1/T。因此，可以先测信号的周期，再求倒数即可得到信号的频率。由图6.1.30所示可得，周期T =2.0ms，则频率为1/2 Hz=500Hz，如果运用×10扩展，那么Time/div则为指示值的1/10。

　　

　　4、测量相位差

　　（1）将水平扫描微调旋钮、垂直灵敏度旋钮置于校正位置。

　　（2）将垂直系统工作模式开关置于“DUAL”，并使两个通道的时间基线均落在水平中心刻度线上。

　　（3）输入两路频率相同而相位不同的交流信号至CH1和CH2，将垂直输入耦合开关置于“AC”。

　　（4）调节相关旋钮，使荧光屏上稳定显示出两个大小适中的波形。

　　（5）确定两个被测信号的相位差。如图6.1.31所示，测出信号波形一个周期在X轴方向所占的格数m（5格），再测出两波形上对应点（如过零点）之间的水平格数n（1.6格），则u1超前u2的相位差角

　　是115.2°。

　　频率和相位差角的测量还可以采用Lissajous图形法，此处不再赘述。