使用示波器测量电流和电压的方法

1、用示波器测量电流和电压的方法(1)电压的测定用示波器进行的测量归结为电压的测量。 示波器可测量各种波形的电压宽度，可测量直流电压和正弦波电压，且可测量脉冲或非正弦波电压的宽度。 更有用的是能够测量脉冲电压波形的各部分的电压振幅，例如脉冲和自上而下量等。 这个和其他任何电压测定器都无法比较。1 .直接测定法直接测量法是指从屏幕直接测量被测量电压波形的高度，换算成电压值。 在定量地测量电压的情况下，一般通过将y轴灵敏度开关的微调整旋钮转到“校准”位置，可以根据“v/div”的指示值和被测量信号所占的纵轴坐标值直接计算被测量电压值。 因此，直接测定法也称为尺度法。(1)交流电压的测定将y轴输入耦合开

2、关置于“ac”位置，显示输入波形的交流成分。 交流信号频率低时，请将y轴输入耦合开关置于“dc”位置。将被测量波形移动到示波器画面的中心位置，用“v/div”开关将被测量波形控制在画面的有效动作面积的范围内，用坐标刻度的刻度读取波形整体所占的y轴方向的度数h时，被测量电压的峰值vp-p与“v/div”开关的指示值和h的积相等如果使用探测器进行测量，则计算中包含探测器的衰减量，并将上述计算值乘以10。例如示波器的y轴灵敏度开关“v/div”处于0.2阶段，测量波形占y轴的坐标宽度h为5div时，该信号电压的峰值-峰值为1v。 如果即使利用探针进行测定也显示出上述数值，则被测定信号的电压的峰值为1

3、0v。(2)直流电压的测定将y轴输入耦合开关置于“地”位置，将触发方式开关置于“自动”位置，以便在画面上显示水平扫描线。 这个扫描线成为零电平线。当使y轴输入耦合开关位于“dc”位置并施加被测量电压时，扫描线在y轴方向上产生跳跃位移h，被测量电压成为“v/div”开关的指示值与h的积。直接测定法很简单，但误差很大。 发生误差的主要原因有读取误差、视差和示波器的系统误差(衰减器、偏转系统、示波器的边缘效应)等。2 .比较测定法比较测定法将已知的标准电压波形与被测定电压波形进行比较，求出被测定电压值。将被测量电压vx输入示波器的y轴通道，调节y轴灵敏度选择开关“v/div”及其微调整旋钮，在荧光屏

4、上显示容易测量的高度hx进行记录，不改变“v/div”开关和微调整旋钮的位置。 除了被测电压之外，向y轴输入已知的可调整的基准电压vs，调整基准电压的输出宽度，显示与被测电压相同的宽度。 此时，标准电压的输出宽度与被测定电压的宽度相等。 用比较法测量电压，可以避免垂直系统引起的误差，从而提高测量精度。(2)时间的测量示波器的定时可以制作与时间呈线性关系的扫描线，因此，可以生成周期性信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升时间(上升沿)和下降沿(下降沿)、两个信号的时间差等、以荧光屏的水平标度波形的时间把示波器的速度开关“t/div”的“微调整”装置移动到校准位置后，显示的波形用水平方向的

5、刻度表示的时间用“t/div”开关的指示值直接计算，能更正确地求出被测量信号的时间常数。(3)相位的测定用示波器测量两个正弦波电压之间的相位差有实用意义，虽然可以用计数器测量频率和时间，但不能直接测量正弦波电压之间的相位关系。 用示波器测量相位的方法很多，以下介绍几个常用的简单方法。1 .双重追踪法跟踪法是用双跟踪示波器在荧光屏上直接比较两个被测量电压的波形来测量相位关系。 测量时，将相位超前的信号输入yb通道，另一个信号输入ya通道。 选择yb触发器。 调整“t/div”开关，使测量波形的一个周期在水平标度上正确地满足8div，一个周期的相位角360被8等分，每1div相当于45。 读取行波

6、和延迟波在水平轴上的差t，用下式计算相位差=45/divt(div )在t=1.5div的情况下，=45/div1.5div=67.52 .利用李沙育模式法测定相位将示波器的x轴选择置于x轴输入位置，将信号u1输入示波器的y轴输入端，将信号u2输入示波器的x轴输入端。 适当调节与示波器面板相关联的旋钮，使荧光屏出现适当大小的椭圆(特殊情况下为正圆或斜线)。如从图中可以理解的，y轴偏转板上的信号u1被引入x轴偏转板上的信号u21/8周期，并且由于u2的初相被设置为零，即，2=0，因此当u2为零时，u1具有大值。 图中的“0”点。 此时，荧光屏上的光斑也相应地位于“0”点。 随着时间的变化，u1上

7、升，u2也上升时，荧光屏上的斑点向右上移动。 在1/8周期后，u1、u2分别到达“1”点时，u1位于最大值，u2位于大值，屏幕上的光斑位于对应的“1”。 继续这样的话，荧光屏上的光斑会顺时针旋转，画出椭圆。 如果u1比u2慢，则形成逆时针椭圆。 当然，这仅在信号频率低时(例如数赫兹)，在短馀辉的荧光屏上，能清楚地看到荧光屏上的光点顺时针或逆时针旋转的现象。 由上述可知椭圆的形状根据两个正弦波信号电压u1、u2的相位差而不同。 因此，根据椭圆的形状，可以求出2个正弦波信号之间的相位差。 a是椭圆与y轴交点的纵轴，b是椭圆上的各点坐标的最大值，a是t=0时的与u1对应的瞬时电压，即a=um 1信号

8、1b表示与u1对应的振幅，即b=um1a/b=(um 1信号1 )/um1=信号1请参见。 在实际测试中读取值很方便，总是读取2a、2b (或2c、2d )并遵循公式(2a/2 b )或=arc sin(2c/2d )计算相位差。如果椭圆的主轴在第一象限和第三象限内，相位差在090或270360之间；如果主轴在第二象限和第四象限，相位差在90180或180270之间。图5-14相位差不同时的模式(4)频率的测量介绍用示波器测量信号频率的方法很多，其次常用的两种基本方法。1 .周期法对于任何一个周期信号，都可以通过上述的时间间隔的测定方法测定每个周期的时间t，并通过下式求出频率f :f=1/t例

9、如，示波器上显示的被测量波形的一个周期为8div，“t/div”开关位于“1s”位置，“微调整”位于“校准”位置。 其周期和频率计算如下t=1us/div8div=8usf=1/8us=125khz因此，被测量波形的频率是125khz。2 .利用李沙育图案法进行频率测量在示波器为x-y动作方式、被检信号为y轴、标准频率信号为“外接x”、逐渐改变标准频率以使这两个信号的频率成为整数倍的情况下，例如fx :在fy=1:2中，在荧光屏上形成稳定的李沙育图案。李沙育模式的形状不仅与两个偏转电压的相位有关，也与两个偏转电压的频率有关。 在描绘法中，可以描绘ux和uy的各种频率比、相位差不同的情况下的李沙育模式，几个频率比不同的李沙育模式如图5-15所示。利用李沙育图形和频率的关系，可以进行正确的频率比较来测量被测量信号的频率。 其方法，分别通过李沙育图形画水平线和垂直线，画出的水平线的垂直线不通过图形的交点，或者与其相接。 设水平线和图形的交点为m，垂直线和图形的交点为n时fy/fx=m/n如果标准频率fx (或fy )是已知的，则可以根据上述公式求出被测量信号的频率fy (或fx )。 显然，