常用示波器及探头的使用实用教案

1、第1页/共31页第一页，共32页。示波器概述(i sh)示波器分类： 模拟示波器：用传统(chuntng)的电路在阴级射线管上显示波形。 数字示波器：把模拟信号转换成数字形式，存储、处理后再进行显示。第2页/共31页第二页，共32页。我们平时(pngsh)接触的示波器 TDS220 100MHz带宽，1G/s采样 TDS754 500MHz带宽，2G/s采样。 TDS784 1GHz带宽，4G/s采样； TDS794 2GHz带宽，4G/s采样； TDS7404 4GHz带宽，20G/s采样。 CSA7000系列，直接可以测试光口，其他同TDS7000,型号少一些。 带宽：描述(mio sh)

2、了示波器固有的上升时间（即时延）。 上升时间 采样速率：指每秒能够采样的点数。第3页/共31页第三页，共32页。探头(tn tu)分类，第4页/共31页第四页，共32页。常用(chn yn)探头校正 无源探头的校正：校正补偿电容 用螺丝刀调节无源探头上的校正电容，使其波形尽量呈矩形，也就是与示波器良好(lingho)匹配。第5页/共31页第五页，共32页。常用探头(tn tu)校正 有源探头的校正：校正直流偏移 有源探头内含放大器等有源器件，因温漂等原因而使其在不同环境中引入直流偏移不同。使用前，先插到示波器上预热几分钟，然后进行一次校准( jio zhn)。 探头接好示波器面板自带的1KHZ

3、、的信号，按VERTICALCAL Probe（main），稍等几分钟后示波器就自动校准( jio zhn)好了 第6页/共31页第六页，共32页。常用探头(tn tu)校正电流探头的校正：探头接在示波器的通道(tngdo)1上，按下电流探头上“DEGAVSS”和“BALANCE”按钮调校和校零，校零好后，示波器TDS754上CH1显示出单位“mA”。第7页/共31页第七页，共32页。探头(tn tu)使用注意事项1 手不要触摸探头 探头地就近接被测信号的地 探头探针就近接被测信号管脚 ,探头要尽量与电路板PCB板面垂直 测试时，尽量减小探头探针与探头地所构成环路的面积 探头的地线不要悬空(x

4、unkng),只能接电路板上的地线，不可以搭接在电路板的正、负电源端第8页/共31页第八页，共32页。探头(tn tu)使用注意事项2 TEK示波器的输入电阻有两档，1M和50。当接有源探头时（如P6245），示波器的输入电阻会自动转换到50，从而进行( jnxng)正确测量。当再换上无源探头时，需要手工把示波器的输入电阻设置回到1M，否则屏幕上会显示错 误 波 形 或 无 波 形 显 示 ， 无 法 进 行 ( j n x n g ) 正 确 测 量 。 操 作 步 骤 是 ：VERTICAL MENU Coupling（main）1M(side)。 第9页/共31页第九页，共32页。示波器

5、常用(chn yn)功能 观察信号情况，捕捉毛刺，测量脉冲或电平幅度，测量脉冲宽度，测量过冲及反冲， 测量上升或下降时间，观察建立保持时间，捕捉特定宽度脉冲，捕捉特定幅度脉冲，检查边沿变化速度等等 测量电源电流(dinli)信号 测量光信号指标第10页/共31页第十页，共32页。讲解(jingji)举例 为了讲解方便，以下黑体大写字符串代表示波器面板上的按键，以大写字母开头接小写字母的字符串代表显示屏下方或右方的键。小括号中的main代表此键是显示屏下方的键，Side代表此键是显示屏右方的键,pop-up代表一直按此键，直到(zhdo)项目高亮显示。例如： TRIGGER MENU Type(

6、main) Edge(pop-up) Coupling(main)DC(Side) 代表按面板上的TRIGGER MENU键，再按显示屏下方的Type键，重复按这个钮直到(zhdo)Edge高亮显示，再按显示屏下方的Coupling，再按显示屏右侧的DC键。 以下各例子各个步骤均以TEK的TDS700系列数字示波器为例第11页/共31页第十一页，共32页。示波器最常用(chn yn)的设置最常用的设置最常用的设置示波器主要有三个设置区，第一个示波器主要有三个设置区，第一个是：是：“VERTICAL”设置区，用来设置区，用来设置信号显示时垂方向的有关设置信号显示时垂方向的有关(yugun)状况，

7、诸如显示幅度，状况，诸如显示幅度，在屏幕上的上下位置等。第二个是在屏幕上的上下位置等。第二个是“HORIZONTAL”设置区，用来设置区，用来设置信号显示时在水平方向的有关设置信号显示时在水平方向的有关(yugun)状况，比如左右位置和状况，比如左右位置和信号显示宽度。第三个是最复杂的信号显示宽度。第三个是最复杂的“TRIGGER”设置区，用来设置设置区，用来设置信号的触发方式，正是因为数字示信号的触发方式，正是因为数字示波器提供了丰富的触发方式才使其波器提供了丰富的触发方式才使其功能很强大。功能很强大。“VERTICAL”通常设置为；通常设置为；“HORIZONTAL”根据所观察的根据所观察

8、的具体信号设置；具体信号设置；“TRIGGETR”通通常设置为：常设置为：TRIGGER MENU SET LEVEL TO 50%Type（main）Edge（pop-up）。）。第12页/共31页第十二页，共32页。示波器常用(chn yn)功能-AUTOSET 示波器的各项设置被别人调乱了，这时最简单的办法(bnf)是按下TEK示波器提供的AUTOSET 键，示波器可以根据所测信号的情况自动进行设置水平分度和垂直分度以及其它的设置项第13页/共31页第十三页，共32页。示波器常用功能-捕捉特定宽度(kund)信号操作方法： TRIGGER MENUType(main)Pulse(pop-

9、up)Class(main) Width(pop-up)Source(main)ch?(side)Mode&holdoff(main)Normal(side)。再按Polarity(main)键，选择positive 或者 Negative，代表正极性的脉冲或者负极(fj)性的脉冲触发。再按Trigger When(main)，选择 within Limits or out of limits(side)，并设定upper limits和lower limit。例如：设定upper limits为50ns, lower limit为10ns。选Within limits表示宽度在10n

10、s和50ns之间的信号触发。选Out of limits表示宽度小于10ns或大于50ns的信号触发。第14页/共31页第十四页，共32页。示波器常用功能-捕捉(bzhu)毛刺 捕捉低电平或高电平上的毛刺的操作方法如下： TRIGGER MENUType(main)Pulse(pop-up)Class(main) Glitch(pop-up)Source(main)ch?(side) ,然后按Polarity&Width选择毛刺的极性和宽度，再按glitch(main),选accept表示宽度小于设置(shzh)值的毛刺触发，选reject表示宽度大于设置(shzh)值的毛刺触发。Mo

11、de&Holdoff设置(shzh)为Normal 时,表示只有当信号符合所设置(shzh)的触发条件时才触发；设置(shzh)为Auto时，表示在没有符合触发条件的情况下，示波器自动触发。第15页/共31页第十五页，共32页。示波器常用功能(gngnng)-测量过冲测量上过冲： 首先调节示波器的水平设置和垂直设置，使波形稳定地显示在屏幕上，再选用上升沿触发。 TRIGGER MENU Type（main）Edge（pop-up）Slope(side) 上升沿(side)Mode&holdoff(main)Normal(side)。拧动触发旋钮，不断调高触发电平，直到波形不再重

12、新显示在屏幕上。按CURSOR键，选择水平光标，旋动示波器面板右上方的旋钮，把水平光标对准上过冲的顶部位置。按面板上的SELECT键，把另一个(y )水平光标移到零电平位置。这是屏幕的右上角就显示出了上过冲的大小。测量下过冲： 方法和测量上过冲相同，不同的是选用下降沿触发。 也可以选用InstaVuT功能，然后用光标键测量上下过冲的大小第16页/共31页第十六页，共32页。示波器常用功能-测量同步(tngb)时钟 在用多个通道测量同步时钟信号的关系时，要以频率低的信号为触发信号。否则会因为高频信号触发边沿处，低频(dpn)信号电平有高有低而使显示的低频(dpn)信号重叠，观察不到稳定的波形。右

13、上图是以同步时钟的高频时钟信号作触发时波形显示混乱右下图是以同步时钟的低频(dpn)时钟信号作触发观察到的显示稳定的波形第17页/共31页第十七页，共32页。示波器常用功能-时序(sh x)测试时序关系就是信号间的相互(xingh)关系。相互(xingh)关系主要指标有：建立时间和保持时间用示波器两个通道触发两路信号。用垂直cursor测试两信号建立保持时间。第18页/共31页第十八页，共32页。示波器常用(chn yn)功能-电源噪声纹波1 接地点尽量近，可以选择电容的接地点、测试接地点等，接地线尽量短，越短越好，最好不超过(chogu)2cm 设置示波器的带宽为20MHz。按面板键 VER

14、TICAL MENU (R) Coupling(main) (R) DC（side）(R) Bandwidth（main）(R) 20MHz（side）。 示波器设置为实时采样模式。SHIFT ACQUIRE MENU (R) Repetitive Signal (main) (R) OFF(Real Time Only)（side）。 第19页/共31页第十九页，共32页。示波器常用(chn yn)功能-电源噪声纹波2 改变垂直偏置使得波形显示在示波器中央。 VERTICAL MENU (R) Offset (main) ，然后通过按键输入(shr)被测电压值，比如5V电源可以输入(shr)

15、，电源可以输入(shr)，也可用右上方的转轮使得波形显示在屏幕中央。 水平时基设置为1ms/div左右，使波形水平显示比较合适。通常，二次电源的开关频率在100kHz到1MHz间 ，调节面板上 HORIZONTAL SCALE 旋钮可实现。 调整VERTICAL SCALE（垂直幅度）旋钮，使波形不至于超出屏幕上下边或者过小。通常情况下由于纹波比较小，可以调节面板上VERTICAL SCALE 旋钮使垂直灵敏度为10mV/div左右就可以了。 触发方式设定为边沿触发，并调整触发电平位置，是波形能够稳定显示。第20页/共31页第二十页，共32页。示波器常用功能(gngnng)-电源噪声纹波3按照

16、下图测试纹波的峰峰值和电源(dinyun)噪音的峰峰值。第21页/共31页第二十一页，共32页。示波器常用功能-电源(dinyun)噪声纹波4 设置示波器的带宽为FULL。 VERTICAL MENU (R) Coupling(main) (R) DC（side）(R) Bandwidth（main）(R) FULL（side）。水平时基调节为几十ms/div。 调节面板上 HORIZONTAL SCALE 旋钮可实现。旋转面板上VERTICAL SCALE 旋钮使得波形尽可能充满屏幕。.设置InstaVu方式或者DPO，增加波形捕获率，并可以使用。按InstaVu 或DPO 按钮，然后执行操

17、作：DISPL AY MENU (R) Stytle (main) (R) In fi n i te Persistence（side）。测试10s以上(yshng)，测量全带宽下的噪音峰峰值第22页/共31页第二十二页，共32页。示波器常用功能(gngnng)-光接口眼图1 按图连好电路，在此仅介绍眼图测试方法，其他光指标测试方法参考光口指标测试规范 调整(tiozhng)好光衰减器，使输出光功率在示波器/通信信号分析仪要求的范围内。选定测试通道（CSA7404目前只能选择CH1）。第23页/共31页第二十三页，共32页。示波器常用(chn yn)功能-光接口眼图2 选择模板：对于TDS75

18、4C来说，按下“MEASURE”按钮，出现测量界面后，按下界面上“Meaure”对应的按钮，选中“Mask”，然后设置“Mask Type ”对应为“SONET SDH”，最后选择信号速率测试信号的速率，这时界面上会出现相应的模板。 如果是CSA7404，在masks菜单masks setup中sourse选择输入通道，masks选择sonet/sdh，选择相应速率，打开光Bessel-Thompson过滤器，Hit Count打开，在测试中如果有点进入模板，计数器就会增长。可以设置如果有多少点进入模板则判断测试失败(shbi)，把pass/fail test设为on，pass/fail se

19、tup 中samples设置采样数，fail thresh设置fail门限。 测试启动：按下TDS754C的“AUTOSET”按钮，开始进行测试，并保存测试结果。 如果是CSA7404，点击controls启动测试。第24页/共31页第二十四页，共32页。示波器常用(chn yn)功能-DPO1 没有使用过DPO/FastAcq功能，可以说没有真正使用过TEK的示波器。 DPO/FastAcq是TEK的看家专利。这个技术带来的直接好处就是抓波形的能力大幅度提高，特别是对于一些异常信号，比如偶尔出现的干扰毛刺等，更加容易抓到了，说白了，就是减少示波器的空载(kn zi)时间（也称死区）。 用DP

20、O模式可以粗略的观察信号的抖动情况。第25页/共31页第二十五页，共32页。示波器常用(chn yn)功能-DPO2第26页/共31页第二十六页，共32页。示波器常用(chn yn)功能-测试电流 电流探头一般(ybn)采用改进的卡式电流传感器，它可以测量电线上的波动电流或非对称干扰，测量时，可以不断开电路连接（实际使用时，为方便测量通常需要断开电路，再用短路线连接），也不用改变电路的结构，测量电流非常方便。我司常见的电流探头有泰克公司的TCP202电流探头，与其配合使用的示波器为TDS784或TDS754。 使用之前，必须校准。 打开探头按纽开关推至“OPEN”处，将被测电流流经短路线卡在探

21、头的凹槽，然后将探头按纽开关推至“CLOSE”处。即可进行测量。 注意事项： 1.短路线实际的电流方向要与探头箭头标注的方向相一致。 2.测量时，卡槽按纽开关一定推到“CLOSE”处，否则探头内铁心不闭合，测量结果出错。第27页/共31页第二十七页，共32页。示波器常用(chn yn)功能-存储波形 拷贝(kobi)屏幕图形到磁盘上 拷贝(kobi)屏幕图形时要首先保证设置正确。 操作方法：SHIFT+ HARDCOPY MENU Port(main)File(side) layout(main) Portrait(side)Format(main) BMP mono或 PCX（根据需要选择一种自己需要的格式）。 Port设置不正确时，图形拷贝(kobi)不到磁盘上。Layout设置成Landscape时，拷贝(kobi)到磁盘上的图形是倒的，会给下一步处理带来麻烦。第28页/共31页第二十八页，共32页。小经验(jngyn)小总结 怀疑示波器的设置模式被搞错了，怎么办？ 按下SETUPFactory set(main)，使示波器回到厂家的设置上。 利用Measure功能(g