实验指导书-现代时域测试(1)

1、电 子 科 技 大 学实 验 指 导 书现代时域测试实验1-数字存储示波器的使用和指标测试一 实验目的1.熟悉数字存储示波器基本工作原理2.熟悉数字存储示波器的主要技术指标3.熟练掌握数字示波器的使用方法4.掌握相关指标的测试方法二 实验内容1.边沿、脉宽等触发类型的使用2.触发释抑功能的使用3.预触发与延迟触发功能的使用4.脉冲参数的测量5.获取模式（普通、峰值、平均）的使用6.触发方式（自动、正常、单次）的使用7.带宽的测量三 预备知识1.了解数字存储示波器原理2.熟悉数字存储示波器主要指标测试方法。四 实验设备与工具测试技术与嵌入式系统综合实践平台、数字存储示波器、信号源五 实验原理与说

2、明1.实验平台模块简介本实验平台结构框图如图1所示，输入信号首先经过信号调理模拟通道，进行适当的放大或衰减，调理至ADC的输入范围后送到采集模块；采集模块将模拟的信号进行数字量化，转换成8bit的数据流送至FPGA进行缓冲存储，其中FPGA为ADC提供250MHz的采样时钟，FPGA内部实现触发功能、高速数据的接收和缓冲，并与处理模块实现接口互连，将量化的二进制数据送至处理模块；处理模块包括DSP、SDRAM、FLASH存储器、异步串行接口、USB接口、键盘接口、显示接口等，将转换的二进制数据进行处理并送LCD显示；另外，本实验平台包括一DMM模块，和处理板相连接，能够实现数字万用表的电压测量

3、、电阻测量、二极管测量、电容测量等。图1 测试技术与嵌入式系统综合测试实践平台 图2 测试技术与嵌入式系统综合测试实践平台实物照片2.边沿、脉宽等触发类型ü 边沿触发 edge trigger按照边沿控制所定义的上升沿或下降沿触发。边沿（Edge）和触发电平（Level）用于定义边沿触发。边沿确定示波器是在波形的上升沿和/或下降沿查找触发点；触发电平确定波形上发生触发的电压值。ü 脉冲宽度触发 pulse width trigger基于指定脉冲宽度的相关条件来产生触发事件，如大于、小于、等于、不等于等条件。3.触发释抑ü 触发释抑 trigger holdoff在

4、一个预置时间间隔（或事件数）内，抑制触发事件。触发释抑，波形稳定显示,分别表示不同的触发点。 ,分别对应,不同触发点所采集的波形。释抑时间图3 触发释抑4.预触发与延迟触发功能ü 预触发/延迟触发 pre-trigger/delay-trigger指能够以触发点为参考，灵活移动波形存储和显示窗口的一种能力。通常，预触发指能够观测触发点前的波形；延迟触发指能够观测触发点出现后延迟给定条件的（如采样点数、时间、事件）的波形。5.脉冲参数图4 电压类参数图5 时间类参数6.获取模式（普通、峰值、平均）的使用ü 获取模式 acquisition mode示波器对信号进行采样、存储和

5、处理的不同方式。ü 峰值检测模式 peak detection mode在两个相邻水平显示像素所代表的时间间隔内，获取并显示信号的最大值和最小值的一种获取模式。ü 平均模式 average mode采集多幅波形，对其所有相对触发点为同一时刻的采样点计算并显示平均值的一种获取模式。7.触发方式（自动、正常、单次）的使用ü 正常触发 normal trigger当触发事件产生时，示波器进行一次采集、处理与显示，然后等待下一次触发。ü 自动触发 auto trigger在一个预置时间间隔内，如果没有出现触发事件，将自动产生一个触发事件。ü 单次触发

6、single trigger当触发事件产生时，示波器进行一次采集、处理与显示，然后停止。8.带宽ü 带宽 bandwidth示波器输入不同频率的等幅正弦信号时，显示屏上对应基准频率的显示幅度随频率变化而下降3dB时，其下限到上限频率的范围。六 实验步骤1.边沿、脉宽等触发类型的使用ü 边沿触发：（实验平台）连接信号发生器的输出到示波器的输入通道。设置示波器垂直灵敏度和时基于合适档级，触发类型为“边沿”触发，触发耦合置于交流耦合，触发电平置于零电平；设置信号发生器一般输出频率为1kHz正弦波，输出电压占示波器波形显示区6div。设置示波器触发极性为上升沿、下降沿触发，被测波形

7、应随极性变化而相应变化。设置示波器触发电平，可观察到被测波形随触发电平上下移动而左右移动。ü 脉宽触发：（tek）连接信号发生器的输出到示波器的输入通道。设置示波器垂直灵敏度和时基于合适档级，触发类型为“脉宽”触发，触发耦合置于交流耦合，触发电平置于零电平。设置信号发生器输出周期为T，占空比为80%的方波信号，输出电压占示波器波形显示区6div。设定示波器的触发条件为大于，触发极性为正脉宽触发，调节脉宽比较值Tp，当T/2>Tp时，被测波形应能稳定触发。先后改变触发条件为小于、等于、不等于，分别观察波形在T/2<Tp，T/2=Tp，T/2Tp时触发的状态。将实验结果填入下

8、表：表1触发类型实验内容边沿上升沿触发下降沿触发触发电平上移触发电平下移触发电平上移触发电平下移脉宽输入信号周期TT/2<TpT/2=TpT/2>Tp2.触发释抑功能的使用（tek）连接信号发生器的输出到示波器的输入通道。设置信号发生器输出为如图所示的调幅信号，载波信号为10kHz，1.5Vpp，调制信号为正弦，频率400Hz，调制深度60%。图6 调幅波形的设置设置示波器垂直灵敏度置200mV档级，时基置于200us档级，输入耦合方式为“AC”，触发方式为“上升沿触发”，触发电平置于合适位置。调节示波器触发释抑时间t变化，使波形能够稳定显示，并记录满足条件的释抑时间。稳定触发时，

9、所设置的释抑时间t为： 3.预触发与延迟触发功能的使用（tek）连接信号发生器的输出到示波器的输入通道。设置信号发生器输出频率为1kHz方波，输出电压占示波器波形显示区6div。调节触发电平，使波形稳定显示。调节水平移位旋钮，使波形在屏幕中左右移动。当触发水平光标在屏幕中时，示波器工作在 模式（预触发 or 延迟触发）；当触发水平光标在屏幕以外时，示波器工作在 模式（预触发 or 延迟触发）。输入信号保持不变，设置时基档位为10us/div，此时若固定触发类型为边沿，极性为上升沿时，如何在屏幕中观察到该信号的下降沿，请操作并记录下操作步骤及最终的设置结果。4.脉冲参数的测量（实验平台）使用示波

10、器的参数测量功能，记录下输入信号的时间和电压参数值，填入下表：表2参数类型及测试项目输入20kHz、120mV方波信号输入100Hz、3V正弦信号电压类参数峰峰值平均值幅度顶值底值有效值过冲时间类参数周期频率上升时间正脉宽占空比5.获取模式（普通、峰值、平均）的使用（tek）连接信号发生器的输出到示波器的输入通道。设置任意波形发生器输出脉冲波形，脉冲波形的频率100Hz，占空比0.3%，3Vpp，分别用普通、峰值和平均获取模式观察该波形，记录下观察到的结果，并分析哪种获取模式适合该类波形的捕获。6.触发方式（自动、正常、单次）的使用（实验平台）连接信号发生器的输出到示波器的输入通道。设置示波器

11、垂直灵敏度和时基于合适档级，触发耦合置于交流耦合，触发电平置于零电平。设置信号发生器一般输出频率为1kHz正弦波，输出电压占示波器波形显示区6div。关闭信号发生器输出开关，设置示波器触发方式为“自动”，屏幕中波形显示情况为 ；打开信号发生器输出开关，屏幕中显示情况为 。关闭信号发生器输出开关，设置示波器触发方式为“正常”，屏幕中显示情况为 ；打开信号发生器输出开关，屏幕中显示情况为 。关闭信号发生器输出开关，设置示波器触发方式为“单次”，屏幕中显示情况为 ；打开信号发生器输出开关，屏幕中显示情况为 。7.带宽的测量（实验平台）连接信号源输出到被测的示波器输入通道。设置示波器工作于“实时”采样

12、模式（全实时示波器无此项操作），触发方式工作于“自动”，垂直灵敏度置于200mV/div档位，然后调节信号源的输出频率为10kHz，再调节信号源的输出幅度为显示有效区域的6div，即1.2V，并保持信号源输出电压值不变，逐渐增大输出信号的频率，直到波形显示幅度等于输出信号幅度的0.707倍时，此时对应的信号源输出频率即为该示波器的实时带宽。测得被测示波器的模拟带宽为 ，在带宽范围内至少记录10组有代表性的扫频点，填入下表，并绘制出该示波器的幅频曲线图。表3序号12345频率幅度序号678910频率幅度七. 实验要求与实验报告ü 实验最多3人一组，按小组提交实验报告，实验报告统一模板ü 实验报告提交截止日期：2013年11月30日ü 电子档请发送至：zenghao_zxyü 邮件主题&