示波器应用基本知识

1、示波器应用的基本知识基于TDS3000B产品的基本功能。2.电子工程师的眼睛。示波器的第一个条件是准确显示波形，以确保信号完整性测量。3.什么是示波器？示波器是一种波形显示仪器，能形象地显示信号幅度随时间的变化，是一种综合性的信号特性测试仪。它是电子测量仪器的基本类型。示波器的使用：电压表，电流表，功率表，频率表，相位表的脉冲特性，阻尼振荡示波器的应用：电子，电源，电压力，振动，声音，光，热，磁。波的类型，大多数波属于以下类型：正弦波、方波、矩形波、三角波、锯齿波、阶梯波、脉冲波、噪声波、复合波。许多波是周期信号和非周期信号、同步信号和异步信号的组合。5、正弦波是波形的基波，而非正弦波是由基波

2、加上无数谐波组成的。包含的谐波越多，波形越接近方波。100米方波由3、5、7次合成，3次谐波频率为300米，5次谐波频率为500米.对于非正弦波波形，波形从最小值转换到最大值越快，包含的谐波越多，包含的谐波频率成分越高。脉冲波的占空比越小，波形包含的谐波越多，谐波频率成分越高。6，波形的重要谐波，非正弦波是由不同频率、不同相位、不同振幅的正弦波组成的复合波，谐波是基波的倍数。列出了影响波形变化的谐波数量。(考虑到谐波成分是基波幅度大于10%的谐波，它是对波形形状有很大影响的一个因素)波形正弦波(正弦波基波：1) 1:1方波1:9三角波133603脉冲波(占空比50%) 1:9脉冲波(占空比25

3、%) 1336014脉冲波(占空比10%) 1:26谐波数是没有边缘时间信息，只有信号频率和波形类别信息。嘿。7、波形测量参数、50%、90%、10%、VMAX、vmin、VP-p、vhi、risetime、width、vlo、100%、模拟示波器模数混合示波器数字荧光示波器采样示波器。9、示波器的典型结构，ART模拟示波器、DSO数字示波器、DPO数字荧光示波器、放大器、水平放大器、垂直放大器、延迟线、触发器、放大器、解复用器、采集信号存储器、uP、显示存储器、A/D、放大器、数字荧光灯、模拟实时显示、串行处理、并行处理、触发电路和时基、触发和时基电路、波形捕获、波形捕获速率是波形刷新率对于

4、示波器，具有高波形捕获速率，可以组织具有较大数据量的波形质量信息，尤其是在捕获动态时模拟示波器，数字荧光示波器，数字存储示波器。11岁。由于采用的技术和原理不同，不同技术类别的示波器在波形的保真度、显示能力和捕捉能力方面存在很大差异。、12、示波器的组成、水平系统、垂直系统、扫描系统、触发系统、显示系统、13、示波器的主要指标、示波器的主要技术规格保证示波器准确显示信号波形的前提条件。示波器的带宽。数字示波器的采样率。示波器的存储长度。波形捕获率(高级DPO)。示波器的主要功能。保证示波器稳定性和捕捉显示波形的必要条件。数据处理技术和触发垂直和水平示波器与外部设备互连的能力。14岁。带宽是示波

5、器的主要规格参数。示波器的结构决定了带宽的重要性。放大器是信号进入示波器的大门，它的带宽决定了示波器的带宽。示波器能输入什么样的信号由这个门决定。数字示波器的带宽也是模拟带宽。示波器的所谓带宽是指：垂直放大器的频率响应，其定义为：随着正弦波频率的增加，信号幅度下降3 dB (70.7%)。在这个频率点，它是示波器的带宽、正弦波谐波分量和方波谐波分量。带宽不足会导致波形幅度衰减和波形失真。注：当示波器的带宽或上升时间与信号频率或上升时间相同时，会影响波形幅度和上升时间，并带来测量误差，如减少测量。探头也是一种仪器，它与示波器一起构成一个测量系统。该系统带宽将影响正弦波、脉冲和方波等被测信号幅度和

6、上升时间的测量精度。如果探针选择不当，您将面临测量结果不可预测的风险。探头和示波器上升时间与带宽之间的关系由以下公式确定：探头和示波器t上升=0.35/BW(适用于1G以下的示波器)BW=带宽(频率为- 3dB)(单位赫兹)测得的上升时间=信号上升时间2测量系统上升时间2仪器测量系统上升时间=探头上升时间2测量仪器上升时间2探头上升时间应小于示波器上升时间(Tektronix非常好) 例如：用100兆赫兹的探头和100兆赫兹的示波器组成一个测量系统，测量上升时间为3.5毫微秒的方波信号，系统的带宽是多少？ 测量误差是多少？系统上升时间=3.5ns2 3.5ns2=4.95ns，系统带宽=0.3

7、5/4.95ns=70mhz，显示信号上升时间=3.5ns2 4.95ns2=6.08ns，测量误差=(6.08-3.5)/3.5=73%，100兆赫兹示波器使用不当。整个测量系统应包括探头和示波器。泰克公司承诺指定示波器的带宽(上升时间)，即使用原始探头时探头尖端的上升时间。示波器测量系统的带宽会影响脉冲和方波的上升时间。示波器系统的上升时间与带宽之间的关系由以下公式确定：示波器测量系统的上升时间=0.35/带宽(适用于1G以下的示波器)带宽=带宽(单位为赫兹)(频率为-3dB)。仪器显示的信号上升时间=信号上升时间2仪器系统上升时间2种情况：100兆赫兹正弦波用100兆赫兹示波器系统测量，

8、根据幅频特性，测量显示信号与测量信号的误差为30%。示例：用100兆赫示波器系统测量上升时间为3.5毫微秒的100兆赫方波信号。根据上述公式，显示信号和测量信号之间的误差计算如下：100兆赫兹示波器上升时间=350/100兆赫=仪器显示的3.5纳秒信号上升时间=3.5纳秒3.5纳秒2=4.95纳秒测量误差=(4.95纳秒-3.5纳秒)/3.5纳秒=0.414=41%。提高和提高测量精度只能改善示波器系统，如果选择一个比信号上升时间高5倍的示波器，测量误差为：500兆赫示波器系统的上升时间=350/500兆赫=0.7纳秒，仪器显示的信号上升时间=3.5纳秒2 0。7 NS2=3.569 ns测量

9、误差=(3.569 ns-3.5 ns)/3.5 ns=0.0198=2%(选择示波器的5倍规则)注：示波器系统带宽不足会导致缓慢上升时间和异常幅度衰减，以及示波器系统带宽(上升时间)对信号的影响。18、示波器带宽概述，示波器带宽是由放大器模拟的，示波器带宽是一个问题，应该包括探头和示波器的整个测量系统。泰克公司承诺指定示波器的带宽(上升时间)，即使用原始探头时探头尖端的上升时间(示波器带宽)。示波器系统带宽不足会导致上升时间变慢和振幅衰减异常。为了获得正确的幅度测量，示波器的带宽应该比被测波形的频率大5倍。为了合理、准确地测量波形的上升或下降时间，示波器必须有足够的上升时间。仪器上升时间：信

10、号上升时间信号上升时间读数误差率% 1:1 41% 2:1 22% :1 12% 4:1 5% 5:1 2% 7:1 1% 1033601 0.5%。19、采样，采样是以等间隔进行的，采样率用“点数/秒”表示。实时采样、随机等效采样和顺序等效采样。20、数字实时采样技术：实时采样是最直观的采样方法，采样率是模拟带宽的4-5倍或更高。只需要一次触发采集的信号。所有数据都需要信号：重复信号并允许信号改变。实时采样技术示波器不仅适用于捕获重复信号，也是捕获非重复信号和单一信号的有效技术。这是捕捉隐藏在重复信号中的毛刺和异常信号的前提。示波器校准带宽=重复信号带宽=瞬态(单次)信号带宽，21岁。随机数

11、字等效采样技术：以低模数采集信号，并对多个触发器采集的数据进行重组，以捕获和显示重复信号。它需要被触发几次来收集信号的所有数据。信号要求：信号必须重复且稳定。如果信号发生变化(如振幅)，显示屏将会混乱。等效技术示波器仅适用于捕获重复的稳定信号，并具有捕获非重复信号和单一信号的能力。以及捕获隐藏在重复信号中的毛刺和异常信号的能力。将受到实时采样率的限制。示波器校准带宽=重复信号带宽瞬态(单个)信号带宽。嘿。22、采样率为单信号采集时，数字示波器不仅要观察重复信号，还需要观察单事件信号。尽管示波器的放大器带宽确保了信号输入不会失真。如果采样率不足，显示信号将会丢失和失真。因此，示波器必须有足够的采

12、样速率来捕捉单个信号并准确恢复显示波形。根据奈奎斯特采样定律，采样速率至少是信号最高频率带宽的2倍，以保证信号在恢复过程中不出现混叠和失真。放大器、解复用器、采集信号存储器、uP、显示存储器、模数转换器、低采样速率会使信号失真，而高采样速率会使信号失真。23岁。单个采样带宽通常被称为实时带宽，它由模拟带宽、采样速率和波形重构方法共同决定，因此它决定了所构造的单个波形的完整性。波形重构方法主要指波形重构的插值算法。线性插值：直接连接相邻采样点的直线，仅限于直线边缘信号。Sinx插值：(SinX/x)使用曲线来连接采样点，这更灵活。它使用数学处理来计算实际采样间隔中的结果。这种方法弯曲信号波形，使

13、其产生比纯方波和脉冲更真实的普通波形。插值系数：泰克公司的插值系数为2.5。超过示波器带宽5倍的采样率是为了使用正弦插值来提高信号保真度。通常，插值系数5用于计算示波器的单信号带宽。单带宽=实时采样速率/5(插值系数)。使用线性插值，示波器的单信号带宽通常用10的插值系数来计算。单带宽=实时采样率/10(插值系数)。正弦插值、线性插值、单采集带宽和波形再现、24、示波器采样速率决定：只有当信号速度在单带宽内时，才能准确捕获和再现窄脉冲和毛刺信号。选择示波器带宽后，采样率决定单个带宽。单时间宽度决定了捕获毛刺和单脉冲信号的能力，也决定了捕获重复信号中的异常信号和随机毛刺的能力。示例：示波器带宽1

14、00Mhz，采样速率1Gs/S，200Ms/S，100Ms/S，(不考虑带宽对波形的影响)。25岁。选择示波器带宽后，采样率决定单个带宽。单带宽决定了捕获和再现阶跃信号和单信号的快速边沿的能力，也决定了捕获检测信号和低重复率信号的上升沿和下降沿的能力。示波器采样率决定了：准确捕获和再现单个事件的信号边沿的能力。只有当信号速度在单个带宽内时，才能准确再现捕获的信号。例如，100兆赫兹示波器的采样率为1Gs/S、200兆s/S、100兆s/S(不考虑带宽对波形的影响)。26岁。示波器的采样率决定了：准确再现脉冲序列的能力，只有当信号速度在时，捕获的信号才能准确再现。27岁。摘要：在确定示波器的带宽

15、后，应选择足够的采样率与之匹配，以获得适合实际测量的实时带宽，从而获得满意的显示和测量结果。如果示波器的采样率不足，信号将失去其高频分量，这将影响信号完整性的测量。例如，它会减慢信号的上升和下降时间，或者导致波形泄漏。如果我们在实际测量中更加注意单个信号的准确信息，我们建议采样率应该是带宽的五倍以上，最好是八到十倍。28，示波器存储深度，定义：波形记录是指示波器一次可以采集的波形点数。最大记录长度由示波器的存储容量决定。增加存储容量是捕获和显示单个信号转换过程的重要指标。示波器的存储分两个方面完成：触发信号和延时的设置决定了示波器存储的起点；示波器的存储深度决定了数据存储的终点。记录时间=记录长度/采样率因为时基和采样率是联系在一起的，时基的速度会同时改变采样率。当采样速率达到指数定义的最高速率时，基本速度的调整将加速，而采样速率不会加速。时基和采样率之间的关系应该是：存储深度(点)时间/网格10=采样间隔。1/采样间隔=采样率。29岁。采样率与示波器存储长度的关系，示波器的最大采样率决定了示波器单带宽的极限。为了保证准确的波形再现，建议正弦插值示波器按：采样率/5=单带宽的公式计算单带宽，而线性插值示波器按3360采样率计算单带宽。采样率不足将限制单个ba当信号频