2019年10月29日 | 示波器特点和选购指导

　　示波器*概述

　　示波器，以前被非正式地称为一个范围，CRO(阴极射线示波器)，或更现代的数字存储示波器DSO()，是一种电子测试仪器，允许观察不断变化的信号电压，通常是针对一个二维图形中的一个或多个电势差异，使用垂直或y轴，绘制出以时间为水平方向或x-轴的函数。许多信号可以被转换成电压，并通过这种方式显示。它的信号往往是周期性的，并不断重复，这实际上是随时间变化的信号显示为一个稳定的画面。许多示波器(存储示波器)也可以在指定的时间捕获非重复的波形，并显示稳定的所拍摄的片段。

　　示波器可以广泛用于科学，医学，工程，电信行业。一般通用示波器用于电子设备的维修和实验室工作。特殊用途的示波器可以用于分析汽车点火系统，或显示作为心电图的心跳的波形。有些计算机声音软件允许的声音被听到，要显示在屏幕上，也可以利用示波器。

　　数字电子示波器使用阴极射线管的显示元件(因此，通常被称为CRO)和用于信号处理的线性放大器。更先进的存储示波器使用特殊的存储CRT显示器，一个单一的简单的信号保持稳定的显示。合同研究组织(CRO)，后来在很大程度上取代了薄的显示器，快速模拟 - 数字转换器和数字信号处理器的数字存储示波器(DSO)。没有集成显示的数字存储示波器(有时也被称为数字化仪)可以以较低的成本，并使用一个通用数字计算机处理和显示波形。

　　示波器*特点

　　显示和一般的外观

　　基本示波器，一般分为四个部分：显示，垂直控制，水平控制和触发控制。显示通常是CRT或LCD面板，除了到屏幕上，显示部分配备了三个基本的控制：聚焦旋钮，强度旋钮和一个光束查找按钮。

　　垂直部控制所显示的信号的振幅。本节进行一个伏特、每司(伏/格)选择旋钮，一个AC / DC /地面选择开关和垂直(主)的仪器的输入。此外，这部分通常配备的垂直光束位置旋钮。

　　水平部控制的时基或“扫描”的仪器。主要的控制是秒每格(SEC / DIV)选择开关。另外还包括一个水平输入用于绘制双XY轴信号。一般设在本节的水平光束位置旋钮。

　　触发部控制在扫描的启动事件中。该触发器可以被设置为自动重新启动后，每一次扫描，或者它也可以被配置为响应的一个内部的或外部的事件。本节的主要将源和耦合选择开关控制。外部触发输入(外部输入)和电平调整也包括在内。

　　在除了基本仪器，大多数示波器有探针被提供，探针将连接到仪器的输入，示波器的输入阻抗通常有一个电阻的10倍。在0.1(-10X)的衰减系数，但这样的结果有助于隔离，从被测量的信号由探头电缆的电容性负载。有些探头有一个开关，使运营商在适当的时候能够绕过电阻器。

　　尺寸和便携性

　　大多数现代示波器轻巧，便携。除了便携式设备，市场提供了大量现场服务应用的微型电池供电的仪器。实验室级示波器，尤其是年龄较大的单位，使用真空电子管，是一般台式设备，也可以安装到专用推车。专用示波器机架安装或永久性的安装在一个自定义的仪器外壳。

　　输入

　　要被测量的信号被馈送到一个输入连接器，这是通常的同轴连接器，如BNC或UHF型。接线柱或香蕉插头，可用于低频率。如果信号源都有自己的同轴连接器，然后使用一个简单的同轴电缆，否则，有专门的电缆被称为“示波器探头”，在一般情况下，用于连接到被观察的点的一个开线测试引线是不能令人满意，探针一般是必要的。通用示波器通常会出现一个很小但已知的如20皮法的电容并联输入阻抗为1兆欧。这就可以允许使用标准示波器探头。作用域的使用频率非常高的可能有50欧姆输入，必须是直接连接到一个50欧姆的信号源或使用Z0或有源探头。

　　不经常使用的输入包括一个(或两个)，并跟踪触发扫描，水平偏转X-Y模式显示增亮/调暗，有时也被称为Z'轴输入。

　　探头

　　明线测试线(飞线)有可能回升干扰，所以它们不适合低电平信号。此外，引线有一个高的电感，它们不适合用于高频率。使用屏蔽电缆(如同轴电缆)是更好的低电平信号。同轴电缆也具有较低的电感，但它具有较高的电容：一个典型的50欧姆电缆，每米大约为90 pF。因此，一米的直接(1X)同轴探针将加载一个电路的电容约110 pF和1兆欧电阻。

　　为了尽量减少加载，用于衰减器的探针(例如，10X探头)。一个典型的探头采用了9兆欧姆串联电阻，低电容值的电容器并联RC补偿电缆的电容分压器和范围输入。调整RC时间常数相匹配。例如，9兆欧姆串联电阻是由12.2 pF的电容并联的时间常数为110微秒。在示波器的输入为20 pF平行和1兆欧(总电容110 pF)的电缆线的电容为90 pF还给出了一个110微秒的时间常数。在实践中，将有一个调整，使操作者可以精确地相匹配的低频率的时间常数(称为补偿探头)。符合条件的时间常数，使得衰减与频率无关。在低频率(其中R的电阻远小于C的电抗)，看起来像一个电阻分压器电路，而在高频率(电阻远远大于电抗)，看起来像一个电容分压器电路[6]

　　示波器*延迟扫描控制

　　示波器的延迟扫描控制包括延迟扫描时基，这是校准，而且往往也是可变的控制。最慢的速度是比最慢的主扫描速度快几个步骤，虽然通常是相同的。校准后的多圈延迟时间控制提供宽范围，高分辨率的延迟设置，它跨越了完整的主扫描时间，其读数对应于刻度分(但更精细的精度)。它的精度也优异的显示。

　　一个开关选择显示模式：主扫描，延迟扫描时，在进步，延迟扫描只，或(部分)的组合模式与一个明亮的区域。

　　良好的CRT示波器包括延迟扫描强度的控制，让调光器跟踪的多快，但只发生一次，每次主扫描延迟扫描。这些示波器还可能有一丝分离控制的多路显示双方的主要和延迟扫描。

　　示波器*扫描触发控制

　　一个开关来选择触发源。它可以是一个外部的输入，一个双重或多重痕量示波器的垂直通道之一，或AC线(主电源)的频率。另一个开关启用或禁用自动触发模式，或选择单次扫描，如果在示波器提供。无论是弹簧复位开关的位置或一个按钮的武器单一的扫描。

　　电平控制不同的电压产生一个触发的波形，并在选定的触发电平斜率开关选择正向或负向极性。

　　示波器*选购指南

　　对于在高频率下工作，并与高速数字信号的垂直放大器，其带宽和采样率必须足够高。对于一般用途的，通常100兆赫的带宽就足以。低得多的带宽也足够音频频率的应用。一个有用的扫描范围是从一个秒到100毫微秒，与适当的触发和扫描延迟(用于模拟工具)。一个设计良好的，稳定的，触发电路都需要一个稳定的显示。优质的示波器的主要好处是触发电路的质量。

　　模拟示波器几乎已经完全流离失所，数字存储示波器，除了专门用于在较低的频率，大大提高采样率已经基本上消除了不正确的信号，被称为“走样”，这是有时会出现在第一代数字示波器的显示。例如，观看一个短的部分重复波形的重复间隔几千倍的部分(例如，短的同步脉冲在一个特定的电视行的开头)，用示波器不能存储之间的一个实例，短节和样本数量极其庞大。

　　所使用的测试设备市场，特别是在网上拍卖场地，通常有较旧的模拟示波器。它们越来越难找到这些工具的更换部件，维修服务艰难。通常使用的仪器的校准和重新校准的设备和专业技术的公司通常收取以上的二手价值的仪器。

　　今天SoftwareMany示波器提供一个或多个外部接口，允许远程仪器控制由外部软件。这些接口(或总线)包括GPIB，以太网，串口和USB。