企业培训_agilent示波器培训资料

1 AgilentMSO6034A示波器培训资料 锐嘉科通信 2 示波器类型 模拟示波器 数字示波器和混合示波器 锐嘉科通信 我们以MSO6034A混合示波器为例介绍其应用 3 数字 模拟示波器的简单比较 对重复性信号的处理比较 1 模拟示波器和数字示波器通常都能很好地观察简单重复性信号 前者难于显示频率很低的信号 对具有快速上升 下降时间的低重复速率信号难以显示 后者的扫迹亮度和扫描速度与信号重复速率无关 2 DSO的优点在于具有自动测量的能力 模拟示波器需要进行手动设置 3 模拟示波器具有实时显示能力 高速扫描速度时可以远超过100000次扫描 秒 DSO为波形重建 信号显示具有延迟性 对非重复性信号和瞬变处理比较 模拟示波器很难显示 数字示波器能够很好处理 锐嘉科通信 4 示波器概述 灵敏度对大信号进行衰减 对小信号进行放大 把不同幅度的信号进行变换以适应屏幕的显示范围 耦合 DC耦合和AC耦合DC耦合方式 信号提供直接的连接通路 AC和DC信号都会影响示波器的波形显示 AC耦合方式信号方式 DC分量就被阻断 信号的低频AC分量也受阻或大为衰减 示波器的低频截止频率典型值为10Hz 输入接地方式 输入信号和衰减器断开并将衰减器输入端连至示波器的地电平 调节参考电平或扫描基线的位置 锐嘉科通信 5 带宽示波器的带宽表明了该示波器垂直系统的频率响应 定义为示波器在屏幕上能以不低于真实信号 3dB的幅度来显示信号的最高频率 上升时间上升时间直接和带宽有关 上升时间通常规定为信号从其稳态最大值的10 到90 所用的时间 是示波器能够显示的最快的瞬变的时间 锐嘉科通信 6 时基示波器描绘轨迹表明信号随时间的变化情况 其水平偏转必须和时间成正比 示波器中控制水平偏转 即X轴的系统称为时基 双时基在很多观察复杂信号波形的应用场合中 往往需要显示一个波形的一小部分 并使它占踞整个屏幕 时基模式自动正常或触发以及单次或单次捕捉 锐嘉科通信 7 输入阻抗多数示波器的输入阻抗为1M 和大约25pF相关联 满足多数应用场合的要求 部分信号来自50 输出阻抗的源 需要选择配备的探头 动态范围动态范围就是示波器能够不失真地显示信号的最大幅值 锐嘉科通信 8 触发保证在电子束扫过屏幕时每次都准确地扫过相同路径 触发源 决定触发信号从哪里获得 触发电平 触发电平控制机构设置选定触发源的信号欲使触发电路启动时基扫描所必须跨越的电压电平值 触发斜率 触发斜率控制机构决定触发发生于触发源信号的上升沿 正斜率 或者下降沿 负斜率 触发耦合 用以决定选定的触发源信号送往触发电路的耦合方式 DC耦合 AC耦合 峰 峰值电平 HF抑制 LF抑制 TV触发 触发隔离 TriggerHold off 延迟时基触发 锐嘉科通信 9 探头1 有源探头 内包含有源电子元件可以提供放大能力 无源探头 只包含无源元件如电阻和电容 这种探头通常对输入信号进行衰减 屏蔽 示波器探头的屏蔽电缆通过把探头尖端的接地线和被测电路连接 从而保证了很好的屏蔽 探头带宽 探头的电容和示波器的输入电容相加 减小了系统的带宽 加大了显示的上升时间tr 负载效应 利用衰减式探头可以减小负载效应 示波器的标准输入电阻为1M 这就要求在探头中串联9M 的电阻 使得在低频时探头尖端的输入阻抗为10M 锐嘉科通信 10 探头2 一个实际的10 1探头具有几个可调的电容和电阻以便在很宽的频率范围内获得正确的频率响应 这些可调元件的大多数都是在制造探头时由工厂调好的 只有一个微调电容留给用户去调节 这个电容称为低频补偿电容 通过调节这个电容使得探头和与相配用的示波器匹配 使用示波器前面板上的信号输出可以很容易地进行这项调节工作 锐嘉科通信 11 Agilent6034A示波器性能 4模拟通道 16数字通道 最大带宽 300MHz 模拟通道 最大采样速率 2GSa s每个通道最大储存深度 8MB交叉 4MB每个通道垂直分辨率 8Bit 平均值 2 65536 峰值检测 1ns 数字通道 最大采样速率 一组2GSa s 每组1GSa s最大储存深度8MB垂直分辨率 1Bit 毛刺检测 2ns 锐嘉科通信 12 6034A前面板介绍 显示模块 包括六个功能软键 软驱以及电源和亮度调节开关 Horizontal模块 用于分析的快速平移和缩放RunControl模块 快速显示任何活动信号Measure模块 包括自动测量Quickmeas和手动测量CursorsWaveform模块 波形处理和显示 触发模块 包括边沿触发 CAN I2C SPI 和USB等 文件模块 文件存储和读取 以及自动定标等 2模拟通道 16数字通道 锐嘉科通信 13 面板说明 注意阅读下面备注栏 锐嘉科通信 14 解释显示区域的内容 锐嘉科通信 15 如何使用 1按下示波器前面板Analog 模拟 部分的1键显示Channel1 通道1菜单 锐嘉科通信 16 2按下通道的开 关键 然后按下Coupling 耦合 软键以选择输入通道耦合 耦合将通道的输入耦合更改为AC 交流 或DC 直流 AC耦合将一个3 5Hz高通滤波器与输入波形串联 以便从波形中消除任何DC偏移电压 选择AC 交流 后 前面板上通道位置旋钮旁的 AC 变亮 DC耦合可用于查看低至0Hz且没有较大DC偏移的波形 AC耦合可用于查看有较大DC偏移的波形 选择AC耦合时 您不能选择50 模式 这是为了防止使示波器受损 锐嘉科通信 17 3 按下Imped 阻抗 软键 通过按下Imped 阻抗 软键可将模拟通道输入阻抗设置为1MOhm或50Ohm 50Ohm模式可与高频测量时常用的50欧姆电缆和50欧姆有源探头匹配 这种阻抗匹配使您能够进行最为精确的测量 因为它将沿信号路径的反射最小化 选择50Ohm后 前面板上通道位置旋钮旁的 50 变亮 如果选择了AC耦合 示波器会自动切换到1MOhm模式以防止可能的损害 1MOhm模式适用于许多无源探头 可进行通用测量 更高的阻抗可将示波器对被测试电路的负载影响最小化 当连接AutoProbe自感应探头或兼容的InfiniiMax探头时 示波器自动将自身配置为正确的阻抗 锐嘉科通信 18 4 按下BWLimit 带宽限制 软键以打开带宽限制 按下BWLimit 带宽限制 软键可关闭或打开所选通道的带宽限制 当打开带宽限制时 最大带宽限制为25MHz 对对于频率比这低的波形 打开带宽限制可从波形中消除不需要的的高频噪声 带宽限制也会限制任何BWLimit 带宽限制 已打开的通道的触发信号路径 选择BWLimit 带宽限制 后 前面板上通道位置旋钮旁边的 BW 变亮 5 按下Invert 反转 软键以反转所选通道 选择Invert之后 所显示的波形的电压值被倒置 Invert影响通道的显示方式 但是不影响触发 如果示波器设定为上升沿触发 通道倒置后 它仍保持为相同沿触发 触发位于波形上相同点 倒置通道也将更改Math 数学 菜单中所选的任何函数的结果或任何测量 锐嘉科通信 19 设置水平时基 1按下前面板Horizontal部分中的Main Delayed 主 延迟 键 Main Delayed菜单可选择水平模式 Main Delayed Roll或XY 设置时基游标和时间参考 锐嘉科通信 20 一Main模式 2按下Main 主 软键以选择Main水平模式 Main水平模式是示波器的正常查看模式 当示波器停止时 您可以使用Horizontal旋钮平移和缩放波形 3转动Horizontal部分的大旋钮 时间 格 并注意它引起的状态行的改变 当示波器运行于Main模式时 使用大Horizontal旋钮更改扫描速度 使用小旋钮 设置延迟时间 示波器停止后 使用这些旋钮平移和缩放波形 扫描速度 秒 格 值显示在状态行中 4按下Vernier软键打开时基游标 Vernier软键让您可使用时间 格旋钮以较小的增量更改扫描速度 当Vernier打开时 扫描速度保持充分校准 该值显示在显示屏顶端的状态行上 当Vernier关闭时 Horizontal扫描速度旋钮以1 2 5步进顺序更改时基扫描速度 锐嘉科通信 21 二Delayed模式 延迟扫描是主扫描的扩展 选择Delayed模式时 显示屏分为两半 延迟扫描图标显示在显示屏顶行的中间 显示屏的上半部分显示主扫描 下半部分显示延迟扫描 延迟扫描是主扫描的放大部分 您可以使用延迟扫描查找和水平扩展主扫描的一部分 了解信号分析的详情 更高的分辨率 下面的步骤表示如何使用延迟扫描 请注意这些步骤与模拟示波器中操作延迟扫描非常相似 1将信号连接到示波器并获得稳定的显示 2按下Main Delayed 主 延迟 3按下Delayed 延迟 软键 要更改延迟扫描窗口的扫描速度 转动扫描速度旋钮 转动旋钮时 扫描速度突出显示在波形显示区域上面的状态行中 扩展的主显示区增亮并在两端有垂直标记 这些标记表示下半部分的主扫描扩展部分 Horizontal旋钮控制延迟扫描的大小和位置 转动延迟时间 旋钮时 延迟值在显示屏的右上方瞬间显示 要更改主扫描窗口的扫描速度 按下Main 主 软键 然后转动扫描速度旋钮 锐嘉科通信 22 触发 触发模式 Auto Normal耦合 包括高频抑制和噪声抑制 释抑 触发电平 外部触发输入 触发类型 边沿 脉冲宽度 毛刺 码型 CAN 持续时间 I2C 序列 SPI TV USB触发输出连接器 锐嘉科通信 23 触发模式 1 按前面板触发区中的Mode Coupling 模式 耦合 键 2 按Mode 模式 软键 然后选择Normal 正常 或Auto 自动 Normal 正常 模式显示符合触发条件时的波形 否则 示波器不触发且显示屏也不更新 Auto 自动 模式和Normal 正常 模式一样 但是在不具备触发条件时 会强制示波器触发 锐嘉科通信 24 一自动模式 自动触发模式用于低重复率信号和未知信号电平 要显示直流信号 由于没有要触发的边沿 必须使用自动触发模式 当选择Run 运行 时 示波器通过先填充预触发缓冲器来运行 填充预触发缓冲器后开始搜索一个触发 并在搜索该触发时继续通过此缓冲器流动数据 搜索触发时 示波器溢出预触发缓冲器 首先输入到缓冲器的数据先被推出 FIFO 找到触发后 预触发缓冲器将包含触发前发生的事件 如果未找到触发 示波器产生一个触发并显示数据 就象发生触发一样 在这种情况下 显示屏顶部的Auto 自动 指示灯的背景闪烁 表示示波器正在强制触发 按Single 单次 键时 示波器将填充预触发缓冲器存储器 并继续通过预触发缓冲器流动数据 直至自动触发覆盖了搜索并强制触发 在追踪结束处 示波器将停止并显示结果 锐嘉科通信 25 二正常模式 对于低重复率信号或不要求自动触发时使用Normal 正常 触发模式 在Normal 正常 模式下 示波器在开始搜索触发事件前必须填充预触发缓冲器 状态行上的触发模式指示灯闪烁 显示示波器正在填充预触发缓冲器 搜索触发时 示波器溢出预触发缓冲器 首先输入到缓冲器的数据先被推出 FIFO 找到触发事件后 示波器将填充后触发器缓冲器并显示采集存储器 如果通过Run Stop 运行 停止 初始化采集 重复该过程 如果通过按Single 单次 初始化采集 则采集停止且可以平移和缩放波形 在Auto 自动 或Normal 正常 模式中 在某些情况下 触发可能完全遗漏 这是由于示波器直到预触发缓冲器满后才能识别触发事件 假如将Time Div 时间 格 旋钮设置为慢扫描速度 例如500ms div 如果在示波器填充预触发缓冲器前触发条件发生 将无法找到触发 如果使用Normal 正常 模式并在电路中引起运行前等待触发条件指示灯闪烁 示波器总会找到触发条件 要进行的某些测量 需要在测试电路中采取措施以引起触发事件 通常 这些是单脉冲采集 此处 将使用Single 单次 键 锐嘉科通信 26 三触发耦合 1 按Mode Coupling 模式 耦合 键 2 按Coupling 耦合 软键 然后选择DC AC 或LFReject 低频抑制 耦合 DC耦合允许直流和交流信号进入触发路径 AC耦合将一个10Hz高通滤波器 对100MHz型号是3 5Hz 放入触发路径 以从触发波形移除任何DC偏移电压 当波形具有较大的DC偏移时 使用AC耦合获得稳定的边沿触发 LF 低频 Reject 抑制 耦合将一个50kHz的高通滤波器与触发波形串联 低频抑制从触发波形中移除任何不需要的低频率成分 例如可干扰正确触发的如工频 当波形中具有低频噪声时 使用此耦合获得稳定的边沿触发 TV耦合通常显示为灰色 但当在TriggerMore 更多触发 菜单中启动TV触发时 会自动选择 锐嘉科通信 27 四触发噪声抑制和高频抑制 1 按Mode Coupling 模式 耦合 键 2 按NoiseRej 噪声抑制 软键选择噪声抑制或按HFReject 高频抑制 软键选择高频抑制 NoiseRej 噪声抑制 给触发电路增加额外的滞后 启用噪声抑制时 触发电路对噪声不是很敏感 但是可能需要更大振幅的波形来触发示波器 HFReject 高频抑制 在触发路径中添加50kHz低通滤波器 从触发波形中移除高频分量 可使用高频抑制从快速系统时钟 从触发路径中移除诸如AM或FM广播电台中的高频噪声或噪声 锐嘉科通信 28 设置释抑 1按Mode Coupling 模式 耦合 键 2转动Entry旋钮增加或减少触发释抑时间 如Holdoff 释抑 软键所示 Holdoff 释抑 设置重新接通触发电路之前示波器等待的时间 使用Holdoff 释抑 稳定复杂波形的显示 要在脉冲猝发上获得稳定触发 如下所示 将释抑时间设置为 200ns但 600ns 通过设置Holdoff 释抑 可以同步触发 示波器将在波形的一边触发 并忽略其他边沿 直至超过释抑时间 然后 示波器重新接通触发电路搜索下一个边沿触发 这允许示波器在波形的一个重复的码型上触发 锐嘉科通信 29 触发类型 触发时 要改变触发技术参数 改变触发技术参数时如果示波器停止 当按Run Stop 运行 停止 或Single 单次 后 示波器将使用新的技术参数 如果更改触发技术参数时示波器正在运行 则当开始下一次采集后 它会使用新的触发定义 锐嘉科通信 30 一边沿触发 2按Slope 斜率 软键并选择上升沿 下降沿 交变沿或任意 所选的斜率显示在显示屏的右上角 3 可以在任何Agilent6000系列示波器上选择模拟通道1或2 Ext 外部 或Line 行 作为触发源所选择的触发源显示在显示屏的右上角 斜率符号旁 锐嘉科通信 1 按前面板触发区中的Edge 边沿 键显示边沿触发菜单 31 二脉冲宽度触发 脉冲宽度 毛刺 触发将示波器设置为在指定宽度的正脉冲或或负脉冲上触发 如果要在指定的超时值上触发 使用触发More 更多 菜单中的Duration 持续时间 触发 1按前面板触发区中的PulseWidth 脉冲宽度 键显示脉冲宽度触发菜单 锐嘉科通信 32 2按Source 源 软键 或转动混合信号示波器上的Entry旋钮 选择一个通道源来触发 所选择的通道显示在显示屏的右上角 极性符号旁 源可以是适用于示波器的任何模拟或数字通道 当使用2通道示波器时 也可以将外部触发指定为源 通过转动触发电平旋钮调整所选模拟通道的触发电平 按D15ThruD0 D15至D0 键并选Thresholds 阈值 设置数字通道的阈值电平 数字阈值或触发电平值显示在显示屏的右上角 3按脉冲极性软键选择要捕获脉冲宽度的正极 或负极 极性 所选脉冲极性显示在显示屏的右上角 正脉冲高于当前触发电平或阈值 负脉冲低于当前触发电平或阈值 当在正脉冲上触发时 如果限制条件为真 触发将在脉冲从高到低的翻转上发生 当在负脉冲上触发时 如果限制条件为真 触发将在脉冲从低到高的翻转上发生 4按限定符软键 选择时间限定符 Qualifier 限定符 软键可设置示波器触发的脉冲宽度为 小于时间值 锐嘉科通信 33 5选择时间限定符设置软键 然后转动Entry旋钮设置脉冲宽度时间限定符 可以将限定符设置为以下值 2ns至10 大于或小于设置 注 对100MHz和300MHz型号是5ns 10s10ns至10s 用于 时间限定符设置软键当选择大于 限定符时 Entry旋钮设置示波器在大于软键上显示的时间值的脉冲宽度上触发 当选择时间范围 限定符后 Entry旋钮设置下方的时间范围值 锐嘉科通信 34 三码型触发 Pattern 码型 触发通过查找特定的码型而识别触发条件 此码型为通道的逻辑AND组合 每个通道的值可为高 H 低 L 无关 X 码型中的一个通道只可指定一个上升或下降沿 1按前面板触发区中的Pattern 码型 键显示码型触发菜单 锐嘉科通信 35 四CAN触发 控制器区域网络 CAN 触发将在CAN2 0A和2 0B版信号上触发 设置包括将示波器与CAN信号连接 按Settings 设置 软键指定波特率 信号源和触发的信号类型 CAN触发将在数据帧的帧起始 SOF 位 远程传输请求 RTR 帧或过载帧上触发 CAN L信号类型中的CAN消息帧显示如下 1按前面板触发区中的More 更多 键 转动Entry旋钮直至CAN显示在Trigger 触发 软键上 然后按Settings 设置 软键显示CAN触发菜单 锐嘉科通信 36 五持续时间触发 使用持续时间触发可定义一个码型 然后在通道的逻辑AND组合的指定持续时间触发 1按前面板触发区中的More 更多 键 转动Entry旋钮直至Duration 持续时间 显示在Trigger 触发 软键中 然后按Settings 设置 软键显示Duration 持续时间 触发菜单 锐嘉科通信 37 六I2C触发 I2C 内部IC总线 触发设置包括将示波器连接到串行数据 SDA 线和串行时钟 SCL 线 然后在停止 启动条件上 重新启动 丢失确认 EEPROM数据读取时触发 或在具有特定的设备地址和数据值的读 写帧上触发 1按前面板触发区中的More 更多 键 转动Entry旋钮直至I2C显示在Trigger 触发 软键 然后按Settings 设置 软键显示I2C触发菜单 锐嘉科通信 38 七顺序触发 使用顺序触发可在找到事件顺序后触发示波器 定义顺序触发需要三个步骤 a在搜索触发前定义一个要查找的事件 查找 事件可以是码型 单通道边沿或码型和通道边沿的组合 b定义触发事件 触发 事件可以是码型 单通道边沿或码型和通道边沿的组合 或单通道边沿的第n次出现 c设置可选复位事件 如果选择定义 复位 事件 事件可以是码型 单通道边沿 码型和通道边沿的组合或超时值 锐嘉科通信 39 自动测量 1按下QuickMeas 快速测量 显示自动测量菜单 2按下Source 源 软键 选择要进行快速测量的通道或执行的数学函数 3按下ClearMeas 清除测量 软键停止进行测量 并从软键上方的显示行中擦除测量结果 4按下Select 选择 软键 然后旋转Entry旋钮选择要进行的测量5Settings 设置 软键可用来在某些测量上进行附加的测量设置6按下Measure 测量 软键进行测量 锐嘉科通信 40 设置测量阈值 1按下QuickMeas 快速测量 菜单中的Thresholds 阈值 软键 以设置模拟通道测量阈值 2按下Source 源 软键选择要更改其测量阈值的模拟通道源 可以为每个模拟通道分配唯一的阈值 3按下Type 类型 软键将测量阈值设置为 顶部和基准值的百分数 或Absolute 绝对值 后面的依次类推 阈值百分数的范围是5 至95 每个通道的绝对阈值单位在通道探头菜单中设置 锐嘉科通信 41 数学定标和偏移 通过按下Settings 设置 软键 然后调整Scale 定标 或Offset 偏移 值 可以手动定标任何数学函数 1在Math 数学 菜单中按下Settings 设置 软键 设置自己的所选数学函数的定标因数 单位 格 或偏移 单位 2按下Scale 定标 或Offset 偏移 软键 然后旋转Entry旋钮为数学函数重新定标或更改其偏移值 选择1 2时 通道1和通道2的电压值逐点相乘 并显示结果 选择1 2时 通道2电压值和通道1电压值逐点相减 并显示结果 d dt 求微分 计算所选源的离散时间导数 您可以通过求微分来测量波形的瞬间斜率 例如 可使用微分函数来测量运算放大器的转换速率 由于求微分对噪声很敏感 因此有助于在Acquire 采集 菜单中将采集模式设置Averaging 平均 dt