《数字示波器的使用》PPT课件.ppt

1、2021/2/23,长江大学 龙从玉,1,1、实验目的,3、常用电子仪器的工作原理与主要功能,1.1、掌握数字示波器与函数信号发生器的基本使用方法。 1.2、掌握用数字示波器对电信号参数的多种测量方法。 *1.3、掌握数字示波器双踪电信号及其相位差的测量方法,2、实验设备与实验器材,2.1、函数信号发生器 EE1641D(B)； 2.2、 数字示波器 TDS1002； 2.3、模拟实验箱； 2.4、数子万用表 UT58A,4、数字示波器的使用,3.1、示波器是显示信号波形并测量波形参数的设备。 示波器由垂直、水平、触发及显示四大部分构成。以数字示波器 TDS1002为例，分述各部分的功能如下,

2、2021/2/23,长江大学 龙从玉,2,1）示波器Y轴(垂直轴)：Y轴由信号电压驱动，输入电压大小决定波形垂直幅度(电压基准：V/格)。 Y轴输入通道：CH1、CH2(习惯称为Y1,Y2)两路输入通道。 Y轴输入耦合：DC耦合/AC耦合/接地短路三种耦合方式。其中AC耦合可过滤信号中的直流分量，观测信号中的交变分量；DC耦合用于观测直流及动态信号全貌。 Y轴信号显示：CH1 、CH2 、DUAL双踪 / MATH四种显示方式。 MATH作两信号加减运算，还可作波形分析。 Y轴调节： Y轴垂直电压基准（Volts/Div），电压基准分粗调与细调，可在Y轴菜单下选择。 Y轴位移旋钮，使波形上下移

3、动，不改变幅度。 以上的输入耦合与显示调节均可在Y轴菜单下选择进行操作,Y轴调节旋钮在光标测量选项中：在测量电压时，为垂直电压光标；在测量时间时，为水平时间光标,2021/2/23,长江大学 龙从玉,3,2）示波器X轴(水平轴)：X轴由锯齿波驱动，锯齿波上升速度(时间)决定波形水平宽度(时间基准：ms/格). X轴调节： X轴时间基准：(Time/Div)。时间基准分主时间基准与窗口时间基准，窗口时间基准相当于X轴的区间扩展，时间基准在X轴菜单下转换。 X轴水平位移调节旋钮,不改变波形。 X轴归0键，按下此键，使初始时间居中归0。便于观测阶跃信号（如测量信号上升时间）。 X轴输入端：在示波器为

4、YT显示时，可外接同步触发信号,3）示波器的同步触发系统：使X轴锯齿波电压与Y轴信号电压在时间上同步，这波形稳定显示关键！ 触发/释抑旋钮 ：触发电平的调节:调触发电平(释抑时间)旋钮可获稳定波形。 触发菜单键：触发源：CH1、CH2、LINE电源、EXT外部。 触发模式：边缘/视频、极性：上升/下降、自动/正常。 强制触发键,2021/2/23,长江大学 龙从玉,4,自动设置菜单：自动测量波形，判断波形类别，自动设置并测量波形特征参数（傻瓜键）。 自动测量菜单：自动测量待测波形的频率、周期、正频宽、上升时间、电压峰峰值、电压均方根值、平均值等11种参数。采用选项菜单按键循环显示各参数测量值。

5、若固定显示屏设置测量，则某些参数误差大？应该调整显示屏相应Y/X基准。 光标测量菜单：采用光标测量就是手动测量。在电压测量选项中两Y轴位移旋钮调电压光标，其增量为测量电压；在时间测量选项中两Y轴位移旋钮调时间光标，其增量为测量时间。 采集菜单：可选择取样采集、峰值采集（观测阶跃信号）或平均值采集。 显示菜单：可选择YT显示/XY显示；对比度增强或减弱等。 辅助功能菜单：数字示波器可在此菜单下进入自校准,数字示波器的循环选项菜单按键：在功能主菜单或专用菜单下，根据显示屏提示，进行循环选项操作,4）数字示波器的功能菜单,2021/2/23,长江大学 龙从玉,5,3.2、TDS1002示波器操作面板

6、,输出信号,Ch1 输入端,自动 设置键,光标测量,自动测量,存储/调出,采集键,显示键,帮助键,默认键,x轴 输入端,选项菜 单 按键栏,辅助功能,CH2 通道 同 CH1,探,运算键,CH1旋钮 位移光标,CH1 菜单键,CH1 幅度钮,水平 位移钮,水平 菜单键,归0键,时间 基准钮,触发 菜单键,触发/释抑钮,观察键,输入/输出栏,调节栏,专用菜单栏,位移栏,功能 菜单栏,图-1 数字示波器面版,2021/2/23,长江大学 龙从玉,6,选 项 菜 单 显 示,采集模式,触发电平,2）TDS1002屏幕说明,水平触发位置,CH1垂直电压基准,主时间基准,CH2 零电平,触发源 触发电平

7、 触发频率,文字显示有关信息(3秒,CH2垂直电压基准,带宽限制,峰峰值均方根值 周期频率,CH1 零电平,触发状态,窗口时间基准,图-2屏幕显示区,2021/2/23,长江大学 龙从玉,7,EE1641B1与EE1641D函数信号发生器主要性能相似。 EE1641B1函数信号发生器具有： 1）输出信号波形：正弦波、三角波、方波。可按键循环选择波形，有发光管指示波形。 2）信号频率调节： 频率范围分段按键，可循环选择，发光管指示频段， 频率微调旋扭，可连续调节频率。 输出频率有数字显示。 3）信号波形调节： 信号电压幅度旋扭，可连续调节输出电压。 输出电压衰减按键，可选衰减：20db(1/10

8、)、40db(1/100)。 波形对称性调节旋扭, 可调节方波的占空比或不对称波的正/负半波比。关断调节旋扭：则输出波形对称。 信号直流电平调节旋扭，旋扭逆旋至关断为直流零电平。 输出电压峰峰值有数字显示,3.3 函数信号发生器性能,2021/2/23,长江大学 龙从玉,8,4）输出端选择： TTL输出端：仅输出5伏方波信号，电压不可变。 输出频率可调：0.3hz-3Mhz。 函数输出端：输出可选择正弦波/三角波/方波。 输出频率可调：0.3hz-3Mhz. 输出电压可调：VPP:0-20V、内阻：50,EE1641D函数发生器输出频率为0.2-2Mhz，并有以下输出端: 功率输出端：仅输出正

9、弦波; 输出频率：f 可调范围：500hz-15Khz。 输出电压：VPP可调范围：0-20V、内阻:4。 单脉冲输出端,5）扫频(描）信号：(输出在一定范围内变化的的信号) 扫频源选择：内部对数/内部线性/外部扫描 。 扫频信号调节：扫频宽度可调；扫频速率可调。 扫频信号输出端：用函数输出端或TTL输出端。 6）计数器：测量信号源(或外部)信号的频率(略),2021/2/23,长江大学 龙从玉,9,5）数字示波器与函数信号发生器的使用,开关,频段选择,频率细调,频率 指示,波形选择,函数/功率 电压调节,电压 指示,函数信号,功率输出,TTL 输出,单脉冲输出,波形调节关:对称,直流调节关:

10、0电平,函数/功率电压衰减,扫描 计数,计数输入,扫描速度,扫描宽度,B1,开关,输入CH1,自动 设置,测量,光标,幅度调节,CH1 菜单,Y 位移,X 位移,触发/释抑钮,自测信号,选项菜单键,功能 菜 单 区,波形不稳定？ 1.检查触发源 2.调节触发电平,输出电压太小？ 检查是否错按衰减,波形不对称？ 波形调节没关断,输出频率不稳 是否错按扫描键,没有扫描基线？ 1.检查YX位移居中 2.检查显示菜单,输入5V信号显示为500V 检查探头补偿倍率,输入方波却显示斜方波 将AC耦合换成DC耦合,无输出波形？ 检查直流电平钮,水平调节,在小信号测量时, 可在采集菜单下, 选用平均值采集,2

11、021/2/23,长江大学 龙从玉,10,4.2、用数字示波器的同上方法，测量信号发生器输出f=1Khz、电压Vpp=5V的正弦/三角/方波信号，记录在表-1中,4.1、用数字示波器自动设置功能，分别用DC/AC耦合，测量本机正方波校准信号。记录在表-1中,4、数字示波器与信号发生器的使用,2021/2/23,长江大学 龙从玉,11,4.3、分别用数字示波器自动设置、自动测量及光标测量功能测量信号发生器输出频率f=1KHz、电压upp=5V的方波信号并记录在表-2中,图- 4 方波信号参数的测量,周期,正频宽,1）函数信号发生器的波形调节 （电压与频率的调节略）。 函数信号波形的调节：调节波形

12、对称性旋钮，分别使输出波形为最小与最大脉冲宽度，（关断为对称波形）。 函数信号的直流电平的调节：调节直流电平旋钮，用万用表直流电压档测量输出信号的直流电平（关断为直流零电平,电压,光标2,光标1,T,光标1,光标2,10,90,U,2021/2/23,长江大学 龙从玉,12,先按Y轴的菜单，然后根据被测信号，选择耦合方式，选择电压基准与时间基准。 按自动测量功能键： 再按选项菜单中对应键，先确定测量信号源，最后循环选择，读取波形有关参数值(电压、周期、频率、正频宽、上升时间等)。 注意：在测量脉冲上升时间时，应调整时间基准，否则，测量值大范围变化，误差很大,在测量前，首先确定Y轴探头补偿倍率正

13、确！ 然后选择输入信号的耦合方式，对脉冲信号应选择直流耦合。 选按自动设置功能键：可直接读取有关参数； 自动设置功能会根据检测到不同信号，显示相应测量参数！ 例如：对正弦信号测量参数为：电压峰峰值、均方根值、周期、频率等值。 对脉冲信号测量参数则为：峰峰值、平均值、周期、频率等值。 还可在选项菜单中按对应键，可选择显示相应测量参量。 例1：对脉冲信号，在选项菜单中按上升时间或正频宽可读取相应值,2）采用自动设置功能的测量步骤,3）采用自动测量功能的测量步骤,2021/2/23,长江大学 龙从玉,13,按Y轴的菜单键，根据信号，选择耦合、电压与时间基准。 按光标测量功能键，在选项菜单中，可用第1

14、键循环选择：关闭/电压/时间的测量。 调节Y1与Y2光标位移旋钮，对准被测波形相关位置，就在屏幕显示栏中读取测量的电压或时间的增量值Y=(Y2-Y1)。 测量信号上升时间：先按X轴归零键使初始时间归0，再调小时间基准单位。调光标对准波形位置，准确测量微小时间,4）采用光标测量功能的测量步骤,2021/2/23,长江大学 龙从玉,14,4.4、电容性交流电路中电压电流相位差的测量,设信号周期:T 两信号的相差时间:T 两信号相位差角 =3600 T/T,图- 3 电容电路电压电流及相位差的测量图,uR,用双踪示波器测量图- 3 阻容串联电路在输入端接Vpp=4V、f=1Khz的正弦信号的电压、电流及其相