浅谈示波器的应用.doc

浅谈示波器的应用摘要：: 木文介绍示波器特点、选型和使用中应注意的问题等。关键词：示波器 带宽 扫描速度 分辨率 探头一、 前言 示波器是一种以时间扫描方式， 两维地显示物理量瞬时变化的仪器。利用它的图像显示功能可以方便地测量出被测信号的幅度、 频率、 相位、 脉宽等参数。示波器的主要功能是精确复现电压波形的时间函数，解决复杂信号的“信号存在”和“定量分析”两个方面的问题。在科学研究和生产实践中，示波器已成为通用的电子仪器，被泛的用于科学研究、实验、工业生产、通讯等多个领域。二、由于示波器的种类繁多， 如何根据测量需要来正确选择示波器是一个重要问题。在示波器的选择上主要从以下几个方面选择：1. 选择模拟还是数字示波器模拟示波器由电子示波管（阴极射线管 ）和电子电路等组成，只能用于观察和分析重复的周期性信号，难以捕获并观察一些慢速的或单次发生的信号； 数字示波器可以将被测信号进行模数转换、存储，再以数字或模拟方式进行显示，主要用于观察、分析和测量重复 非重复信号、单次信号和单次触发信号等，具有波形触发、 存储、 显示、 测量、 波形数据分析处理等独特优点。2. 示波器的带宽带宽是示波器最重要的指标之一。带宽决定示波器显示的信号范围， 很大程度上还决定示波器的价格。模拟示波器的带宽是一个固定的值， 而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽。两种带宽的定义可以看出， 模拟带宽只适合重复周期信号的测量， 而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。仪器上标明的带宽指的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。一个决定所需要的示波器带宽有效的经验法则是“5 倍准则” ；即将要测量的信号最高频率分量乘以5 ，这将会在测量中获得高于2 %的精度。3. 示波器扫描速度的选择采样速率是数字示波器的又一项主要技术指标。示波器的采样速率越快， 所显示的波形的分辨率和清晰度就高， 重要信息和事件丢失的概率就越小。如果示波器不能对信号进行足够快采样， 就无法建立精确的波形记录， 会出现假波现象， 即示波器将以低于输入波形的频率显示波形，或者触发并显示不稳定的波形。高的采样率可获得更多更细致的被测信号的信息，也有助于减少假波现象。示波器最高采样率决定示波器单次带宽的限制， 采样率不足将限制示波器单次带宽。如果需要观测较长时间范围内的慢变信号， 则最小采样速率就变得较为重要。有一个在比较取样速率和信号带宽时很有用的经验法则: 如果观察的示波器有内插( 通过筛选以便在取样点间重新生成) ， 则( 取样速率/ 信号带宽) 的比值至少应为4 : 1 。无正弦内插时， 则应采取1 0 : 1 的比值。4. 屏幕刷新率所有的示波器都会闪烁。也就是说， 示波器每秒钟以特定的次数捕获信号， 在这些测量点之间将不再进行测量，这就是波形捕获速率， 也称屏幕刷新率。采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内，采样输人信号的频率; 波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。波形捕获速率取决于示波器的类型和性能级别， 且有着很大的变化范围。高波形捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特性， 并能极大地增加示波器快速捕获瞬时的异常情况， 如抖动、 矮脉冲、 低频干扰和瞬时误差的概率。5. 存储深度 存储深度是指存储器的容量，表示示波器所能存储的采样点多少的量度。如果需要不间断的捕捉一个脉冲串，则要求示波器有足够的存储器以便捕捉整个事件。将所要捕捉的时间长度除以精确重现信号所须的取样速度，可以计算出所要求的存储深度， 也称记录长度。 在正确位置上捕捉信号的有效触发，通常可以减小示波器实际需要的存储量。 存储深度与取样速度密切相关。所需要的存储