示波器使用技能培训教材(周建明).ppt

1、新员工技能训练教材-数字示波器(Digitizing Oscilloscopes),主讲内容,中兴传输测试常用的几种示波器（泰克系列） 示波器的选用（几个指标） TDS520D示波器的面板介绍 TDS520D示波器的几种显示方式 TDS520D波形的几种采集方式 示波器在使用中可能遇到的一些问题,泰克品牌的几种示波器,TDS220,100MHz Bandwidths with 1GS/s Sample Rate on all Channels 2 and 4Channel Models 特点是操作简单,价格低,应用面有限.,泰克品牌的几种示波器,TDS3034,300MHz, and Band

2、widths Sample Rates up to 5 GS/s 2 or 4 Channels 彩色显示，示波器加PC,功能强大，包括捕获、传送、存档和分析测量结果。价格昂贵。,泰克品牌的几种示波器,TDS500B系列,1 GHz and 500 MHz Bandwidth Sample Rates to 4 GS/s Up to 400,000 Wfms/s 2 or 4 Channels 功能强大，应用面非常广，是通信设备测试常用示波器。价格昂贵。,示波器的几个性能指标,示波器的带宽(BW) 示波器的带宽的选用，最好是被测信号的3到5倍.（为什么？） 带宽与上升时间的关系 BW=0.35

3、/上升时间(trise) 探头的上升时间要比示波器的上升时间的性能更好才行. 采样率 采样的频率要符合奎纳斯定理，一般是真实信号的 垂直精度 与真实信号偏差的概念,带 宽,示波器的带宽的选用，最好是被测信号的3到5倍。 带宽定义为：一个稳幅的正玄波6V/50KHz通过示波器之后，幅度下降至-3dB4.2V时的频率125KHZ2.5倍。 3dB带宽频率，其垂直幅度的精度大约30%（与真实值相差），如果要求垂直精度为（与真实值相差），则选择示波器的带宽应是被测设备的3倍以上，如果测量快上升边缘的信号，示波器带宽的选择应是被测信号的5倍。（BW=0.35/trise上升时间),带宽决定示波器显示上升

4、时间的误差,采样率与混叠现象,采样率1/2信号带宽，会显示错误波形。 绝对混叠是不能被纠正的，因为被测波形中的最高正玄波频率大于数字采样率的1/2。这违反了奈奎斯特抽样定律。,探头选用,几种探头对比,初次使用注意,危险 高电压,注意 内容参考本手册,保护性导电端子,接地端,TDS520D前面板,通用 按纽 和键盘,通 道 选 择,子 菜 单 选 择 按 纽,主菜单选择按纽,通道接口区,横刻,纵刻,通道取消,纵菜,横菜,切换,TDS520D后面板,示波器电源及开关,主电源开关 AC电源插座 GPIB接口 保险丝座 自我校正输出端 “GO/NO GO”输出端 USB连接器 打印机接口 RS-232

5、接口,无源探头的补偿与校准,1、将无源探头连接到前面板上探头补偿信号； 2、AUTOSET(面板键) -VERTICAL MENU(面板键)-Bandwidth(主菜单键)-20MHz(侧菜单键）-Coupling（主菜单键）-选择正确输入阻抗； 3、SHIFT ACQUIRE MENU（面板键）-Mode（主菜单键）-HiRes（侧面菜单键）； 5、用螺丝刀调整探头，直到看到一个平顶的方波；,正确,过补,欠补,垂直调节,1,3,2,POSITION旋钮， 调节波形的垂直 位置,垂直菜单按钮。 显示垂直波形功 能和波形显示开 关,旋钮， 调节波形的垂直刻度,水平调节,、POSITION旋钮，

6、调节波形的水平 位置,、水平菜单按钮。显 示水平波形功能和波 形显示开关,、旋 钮，调节波形的 水平刻度,1,2,3,触发控制,1,2,3,4,、触发控制,选择触发类型 ，触发源和触发 模式。,调节触发位准,触发源分类,Trigger-触发、锁定装置 作用：稳定波形显示； 捕捉异常毛刺； Trigger事件：触发事件建立在波形记录的计时“0”点，记录的其他点都是依据时间，并且考虑计时“0”来定位的。示波器不停地获得并保留足够多的采样点，来填充预触发的波形记录（也就是触发事件的左半部分波形），当触发发生时，示波器开始获得采样点来填充后触发波形（也就是触发波形的右半部分），一旦一个触发事件被确定，

7、示波器不会再响应其他触发事件，直到本次触发采集完成。 Trigger 源：你可以通过以下触发源开始你的触发： 通过通道输入触发源是最常用的方法，你可以选择四个通道中的一个作为触发源，你所选择的通道触发源可以履行发现触发事件的职责。 观察信号和电力线频率联系最常用的是AC电压是触发源。类似于照明和电力供应的装置，示波器会产生一个触发源，你不用另外引入一个触发源信号。 Auxiliary trigger 是进行数字电路设计或维修时常用的触发源，举例说明：你可能需要一个外时钟触发，或者一个从外电路输入一个其他信号。如何使用Auxiliary trigger 触发源呢？ 这需要将外电路的触发源通过示波

8、器的后面板的连接器接入示波器。 Trigger类型：数字示波器为Main trigger 提供了三种标准触发-edge 触发、pulse触发和logic触发。,触发类型,Edge是一个基本的触发类型，你可以用它来测量一个数字电路或其他类似的电路，一个当触发源通过一个特殊方式的专用的电平时，edge触发事件就发生了。 Pulse是一个特殊用途的触发，主要用于数字电路的测量，他有五个脉冲等级，glitch（短时脉冲）、runt（小幅脉冲）、width（宽脉冲）、slew rate（多速率脉冲)和timeout(间歇式脉冲）pulse触发只能用于主触发方式。 Logic 是一个特殊用途的触发，主要用

9、在数字逻辑电路。分为2个等级，pattern（图案）和state（状态）。这种触发原理是建立在布尔算法、逻辑算法基础上的，当布尔条件满足时，触发发生，第三等级，setup/hold，在你指定另一个触发源时钟关系的setup和hold的时间内，当触发源中的一个数据改变状态时触发发生，logic 触发也只适用于主触发。 Video也是一个特殊用途的触发，它用于测试视频电路，它可以帮你调查视频电路中的某个水平或垂直方向的异常脉冲。支持视频触发的几个等级包括：NTSC，PAL，SECAM以及高清晰电视信号。,触发方式,触发方式决定了示波器在没有触发事件发生时如何运转。示波器分为2种触发模式，norma

10、l和automatic。 Normal方式，使示波器能够在有触发事件发生时获得波形，如果没有触发事件发生，示波器就停止捕捉波形（当然，此时你可以 通过Force trigger使示波器捕捉波形）。 Automatic方式，无论有没有触发事件发生，示波器都会捕捉波形，,2M波形如何获得,2M模板触发机制（周期触发源时钟）,眼图是如何捕获的,示波器如何从数据中恢复时钟,波形模板触发机制,时钟信号,数据信号,示波器处理,其他控制按纽,1,2,3,4,5,6,、自动（AOTOSET）,保存恢复设置 （SAVE/RECALL）,指针设置菜单选择 （CURSOR）,帮助菜单（HELP）,切换按纽 （SHI

11、FT）,显示方式设置 （DISPLAY）,AUTOSET键,SAVE/RECALL键,SAVE/RECALL 功能：用户可以在示波器的存储器中存储任意1至2个waveform，即使关机，这些波形也会被保存。示波器也可以”Safe current setup” ,保存到存储器中去。15种存储的setup在可以在同样的状况下，随时被Recall出来，进行测量设置。 用法：选择“Setup键”存储/取出设置，选择waveform存储或取出波形。 注意：SAFE到磁盘的波形，格式是.WFM的，不能在计算机上打开，如果想在计算机上打开请使用HARDCOPY，后面有详细介绍。波形只能从磁盘里面被RECAL

12、L ，其他存储到示波器存储器的波形，只能拷贝到磁盘之后才能RECALL。,CURSOR键,CURSOR： 选择不同的游标测量。 垂直游标测量时间； T1和T2是相关于LCD网线中心的两条纵向平行游标线， 水平游标测量电压； V1和V2是两条水平方向的平行游标线。 符号表示游标间的距离。,DISPLAY键,切换显示方式 包括（VECTORS）向量模式 （ DOTS ） 点式 （INTENSIFIED SAMPLE）放大采样显示 （INFINITE PERSISTENCE）持续采集显示 （VARIABLE PERSISTENCE 500MS）适时采集显示,示波器显示内容,显示区域 波形记录指示条

13、触发位置（T）指示 显示波形的记录片段 Run/Stop指示 触发状态 触发准位指示 通道位置指示 延迟触发指示 CHI1和CH2的状态显示 取样速率读出 水平状态读出 触发源和状态读出 触发类型和模式读出 采集状态 界面类型指示 触发计频器,TDS520D的几个基本功能,测试数字波形,数字波形测试几个指标 rise time (上升时间） fall time (下降时间） Positive Duty cycle(正极占空比） Negative Duty cycle(负极占空比） Delay (时延） Burst width(脉宽）,TDS520D的几个基本功能,PDH电接口信号输出波形（模板

14、）测试（ ITU-T标准2M、34M、140M；以及北美T1.102标准45M）。,TDS520D的几个基本功能,155M电接口眼图测试（差分信号）的归一化模板：,示波器波形样本采集方式shift ACQUIRE MENU=mode（主菜单）,Sample,采样间隔（interval）3个点中，只使用第一个采样点，来作为波形处理依据。 适用于高速率信号测试，也是示波器的默认方式。,示波器波形峰值采集方式,PEKDET,2个组合采样间隔中，分别将最高点和最低点作为处理依据。 用于展示脉冲混淆现象。,示波器波形包迹采集方式,1,2,3,多个波形，只取最高、最低点，然后叠加而成。 用于展示波形随着时

15、间推移而发生的变化。,示波器波形平均值采集方式,1,2,3,原理：采集多个波形，计算并取其平均值。 用途：用于减少波形中出现的噪声。（TDS500B、TDS700A）,示波器五种显示方式,矢量采集显示（Vectors)仪器在每两个点之间画出矢量。,示波器五种显示方式,点式显示(dots)只显示采样点,示波器五种显示方式,放大显示(intensified),示波器五种显示方式,无限累积叠加显示方式(infinite persistence) 累积模式可获得并显示波形记录的总变化。,示波器五种显示方式,(variable persistence)适时显示,如何保存测试结果,将.磁盘插入 按hardcopy即可 文件为（点位图文件）格式,TDS520D的几个基本功能,电路阻抗不连续，导致眼图不合格的情况：,TDS520D的几个基本功能,没有加入高频滤波器造成的眼图过冲：,示波器使用中的一些问题,手头上使用的示波器标称为60MHz,是不是可以理解为艺最大可以测到60MHz? 答:60MHz带宽示波器,并不意味着它可以很好地测量60MHz的信号。根据示波器带宽的定义,如果输入峰峰值为lV的60MHz正弦波到60MHz带宽示波器上,那么您在示波器上将可以看到0.707V的信号(30%幅值测量误差)。如果测试方波,选择示波器的参考标准应是信号上升时间,示波器带宽=0.35