示波器的原理和使用方法 数字示波器原理( 三 )
微调旋钮用于时基校准和微调 。当顺时针旋转到校准位置时,屏幕上显示的时基值与波段开关显示的标称值一致 。逆时针转动旋钮微调时基 。拉出旋钮时,处于扫描扩展状态 。通常是×10扩展,即水平灵敏度扩展10倍,时基缩小到1/10 。例如,在2μS/DIV文件中,扫描扩展状态下屏幕上水平网格表示的时间值等于
2μS×(1/10)=0.2μS
TDS实验台上有10MHz、1MHz、500kHz、100kHz时钟信号,由石英晶体振荡器和分频器产生,精度高,可用于校准示波器的时基 。
CAL是示波器的标准信号源,专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因子 。比如COS5041示波器的标准信号源,提供的是VP-P = 2 V,F = 1 kHz的方波信号 。
示波器前面板上的位置旋钮调节信号波形在屏幕上的位置 。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形,旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形 。
2.4输入通道和输入耦合的选择
1.输入通道选择
输入通道至少有三个选项:通道1(CH1)、通道2(CH2)和双通道 。当选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号 。当选择通道2时,示波器仅显示通道2的信号 。当选择两个通道时,示波器显示通道1信号和通道2信号 。测试信号时,首先将示波器的地与被测电路的地相连 。根据输入通道的选择,将示波器探头插入相应通道的插座 。示波器探头上的地与被测电路的地相连,示波器探头接触被测点 。示波器探头上有一个双位开关 。当该开关设置在“×1”位置时,被测信号无衰减地送到示波器,从屏幕上读出的电压值就是信号的实际电压值 。当该开关设置在“10”位置时,测量的信号衰减到1/10,然后发送到示波器 。从屏幕上读取的电压值乘以10就是信号的实际电压值 。
2.输入耦合模式
输入耦合有三种选择:交流电(AC)、地(GND)和直流电(DC) 。当选择“接地”时,扫描线在屏幕上显示“示波器接地”的位置 。DC耦合用于测量信号的绝对DC值,观察极低频信号 。交流耦合用于观察带有DC分量的交流和交流信号 。在数字电路实验中,一般选择DC模式来观察信号的绝对电压 。
2.5触发器
第一节指出被测信号从Y轴输入后,一部分送至示波管的Y轴偏转板,驱动光斑在屏幕上按比例沿垂直方向移动;另一部分分流到X轴偏转系统产生触发脉冲,触发扫描发生器,产生重复的锯齿波电压并加到示波管的X偏转板上,使光斑沿水平方向移动,两者合成一体,光斑在屏幕上描绘的图案就是被测信号的图案 。因此,正确的触发方式直接影响示波器的有效工作 。为了在屏幕上得到稳定清晰的信号波形,掌握基本的触发功能及其操作方法是非常重要的 。
1.触发源选择
为了在屏幕上显示稳定的波形,需要在触发电路中加入被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号 。触发源选择决定了触发信号的供应位置 。通常有三种触发源:内部触发(int)、电源触发(LINE)和外部触发(ext) 。
内部触发使用测量信号作为触发信号,这是一种常用的触发模式 。因为触发信号本身是测量信号的一部分,所以可以在屏幕上显示非常稳定的波形 。可以选择双踪示波器中的通道1或通道2作为触发信号 。
电源的触发使用交流电源的频率信号作为触发信号 。这种方法在测量与交流电源频率相关的信号时是有效的 。尤其是在测量音频电路和晶闸管的低电平交流噪声时更有效 。
外部触发器使用外部信号作为触发信号,并且外部信号从外部触发器输入端输入 。外部触发信号和测量信号之间应该存在周期性关系 。由于测量信号不作为触发信号,所以何时开始扫描与测量信号无关 。
正确选择触发信号与波形显示的稳定性和清晰度有很大关系 。比如在数字电路的测量中,对于一个简单的周期信号,可能选择内部触发更好,而对于一个周期复杂的信号,以及与之有周期关系的信号,可能选择外部触发更好 。
2.触发耦合模式选择
有许多方法将触发信号耦合到触发电路,目的在于触发信号的稳定性和可靠性 。下面是一些常用的 。
交流耦合也称为容性耦合 。它只允许由触发信号的交流分量触发,而触发信号的DC分量被切断 。这种耦合方法通常在DC分量被认为不能形成稳定触发时使用 。但是,如果触发信号的频率小于10Hz,将很难触发 。
DC耦合(DC)不会阻挡触发信号的DC分量 。当触发信号频率较低或触发信号与空的比值较大时,最好使用DC耦合 。
当LFR被触发时,触发信号通过高通滤波器被施加到触发电路,并且触发信号的低频分量被抑制 。当高频抑制(HFR)被触发时,触发信号通过低通滤波器被施加到触发电路,并且触发信号的高频分量被抑制 。此外,还有电视同步(TV)触发器,用于电视维护 。这几种触发耦合方式都有各自的适用范围,需要在使用中实现 。
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